Spring实战 | Spring AOP核心功能分析之葵花宝典

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一、Spring AOP 简介

Spring AOP（Aspect-Oriented Programming，面向切面编程）是 Spring 框架的一个重要模块，用于提供声明式的事务管理、日志记录、性能监控等功能。Spring AOP 底层依赖于 AspectJ 实现，可以与 Spring 框架无缝集成，提供一种更加简单、直观的方式来处理企业应用中的常见问题。

二、Spring AOP 原理

代理机制
Spring AOP 采用代理机制实现，可以分为 JDK 动态代理和 CGLIB 动态代理。JDK 动态代理是通过实现目标类的接口，生成目标类的代理对象；CGLIB 动态代理是通过继承目标类，生成目标类的子类作为代理对象。
通知（Advice）
通知是 Spring AOP 中实现切面功能的核心，可以分为五种类型：Before、After、AfterReturning、AfterThrowing 和 Around。通知的作用是在目标方法执行前、后或者抛出异常时执行特定的逻辑，实现对目标方法的增强。
切入点（Pointcut）
切入点是 Spring AOP 中定义的一个表达式，用于指定哪些方法需要被增强。切点表达式可以使用 AspectJ 语言来编写，非常灵活。通过定义切入点，可以精确地控制哪些方法需要被增强。
切面（Aspect）
切面是 Spring AOP 中的一种组件，包含切点和通知。切面可以将通用的逻辑（如日志、事务管理等）封装在一起，便于管理和维护。在 Spring AOP 中，可以通过 XML 配置文件或者 Java 代码来定义切面。
自动代理
Spring AOP 框架支持自动代理，可以在运行时自动为指定类生成代理对象。自动代理的核心是 Spring AOP 容器，负责管理代理对象、切面和通知。通过自动代理，可以简化开发者的操作，提高开发效率。

三、Spring AOP 案例分析

以下通过一个简单的案例来演示 Spring AOP 的使用。

配置文件
首先，创建一个配置文件 applicationContext.xml，用于定义目标类和切面类。

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"  
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  
      xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"  
      xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans  
      http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd  
      http://www.springframework.org/schema/aop  
      http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd">
   <!-- 定义目标类 -->  
   <bean id="target" class="com.example.TargetClass"></bean>
   <!-- 定义切面类 -->  
   <bean id="aspect" class="com.example.AspectClass"></bean>
   <!-- 开启自动代理 -->  
   <aop:config proxy-target-class="true">  
       <!-- 指定切入点表达式 -->  
       <aop:aspect ref="aspect">  
           <aop:before pointcut="execution(* com.example.TargetClass.*(..))" method="com.example.AspectClass.beforeAdvice"></aop:before>  
           <aop:after pointcut="execution(* com.example.TargetClass.*(..))" method="com.example.AspectClass.afterAdvice"></aop:after>  
       </aop:aspect>  
   </aop:config>  
</beans>

目标类（TargetClass）
目标类是一个简单的计算类，包含两个方法：doAdd 和 doSubtract。

package com.example;
public class TargetClass {  
   public int doAdd(int a, int b) {  
       System.out.println("TargetClass doAdd method called");  
       return a + b;  
   }
   public int doSubtract(int a, int b) {  
       System.out.println("TargetClass doSubtract method called");  
       return a - b;  
   }  
}

切面类（AspectClass）
切面类包含两个通知方法：beforeAdvice 和 afterAdvice，分别用于在目标方法执行前和执行后执行特定逻辑。

package com.example;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;  
import org.aspectj.lang.annotation.Before;  
import org.aspectj.lang.annotation.After;
public class AspectClass {  
   @Before("execution(* com.example.TargetClass.*(..))")  
   public void beforeAdvice(JoinPoint joinPoint) {  
       System.out.println("Before advice: " + joinPoint.getSignature().getName());  
   }
   @After("execution(* com.example.TargetClass.*(..))")  
   public void afterAdvice(JoinPoint joinPoint) {  
       System.out.println("After advice: " + joinPoint.getSignature().getName());  
   }  
}

测试类（TestClass）
测试类用于测试 Spring AOP 的效果。

package com.example;
import org.springframework.context.ApplicationContext;  
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
public class TestClass {  
   public static void main(String[] args) {  
       ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");  
       TargetClass target = (TargetClass) context.getBean("target");
       int result1 = target.doAdd(2, 3);  
       int result2 = target.doSubtract(5, 2);
       System.out.println("Result 1: " + result1);  
       System.out.println("Result 2: " + result2);  
   }  
}

运行测试类，输出结果如下：

TargetClass doAdd method called  
Before advice: doAdd  
After advice: doAdd  
Result 1: 5  
TargetClass doSubtract method called  
Before advice: doSubtract  
After advice: doSubtract  
Result 2: 3

从输出结果可以看出，在目标方法执行前和执行后分别执行了 beforeAdvice 和 afterAdvice 方法，说明 Spring AOP 已经成功实现了对目标方法的增强。

四、Spring AOP 提供了两种动态代理方式

JDK 动态代理和 CGLIB 动态代理。JDK 动态代理是基于接口实现的，而 CGLIB 动态代理是基于类实现的。这两种代理方式在性能上有一定的差别，JDK 动态代理更适合用于接口较多的场景，而 CGLIB 动态代理则更适合用于类较多的场景。
4.1 下面是一个简单的 Spring AOP JDK 动态代理示例，演示了如何使用 Spring AOP 实现日志切面：

首先，创建一个切面类（Aspect），包含一个通知（Advice）：

package com.example.aspect;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;  
import org.aspectj.lang.annotation.AfterReturning;  
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;  
import org.aspectj.lang.annotation.Before;  
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;  
import org.springframework.stereotype.Component;
@Aspect  
@Component  
public class LoggingAspect {
   @Pointcut("execution(* com.example.service.*.*(..))")  
   public void serviceMethods() {  
   }
   @Before("serviceMethods()")  
   public void logBefore(JoinPoint joinPoint) {  
       System.out.println("Before method: " + joinPoint.getSignature().getName());  
   }
   @AfterReturning(pointcut = "serviceMethods()", returning = "result")  
   public void logAfterReturning(JoinPoint joinPoint, Object result) {  
       System.out.println("After returning method: " + joinPoint.getSignature().getName());  
       System.out.println("Result: " + result);  
   }  
}

接下来，创建一个目标类（Target Class），包含一个需要增强的方法：

package com.example.service;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service  
public class TargetService {
   public String sayHello(String name) {  
       System.out.println("Hello, " + name);  
       return "Hello, " + name;  
   }  
}

然后，创建一个 Spring 配置类，启用 AOP 支持，并扫描包含切面和目标类的包：

package com.example;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;  
import org.springframework.context.annotation.Configuration;  
import org.springframework.context.annotation.EnableAspectJAutoProxy;
@Configuration  
@EnableAspectJAutoProxy  
@ComponentScan(basePackages = {"com.example.aspect", "com.example.service"})  
public class AppConfig {  
}

最后，创建一个测试类，使用 Spring AOP 提供的 API 调用目标类的方法：

package com.example;
import org.springframework.context.ApplicationContext;  
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;  
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component  
public class Test {
   public static void main(String[] args) {  
       ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);  
       TargetService targetService = context.getBean(TargetService.class);  
       String result = targetService.sayHello("World");  
       System.out.println("Result: " + result);  
   }  
}

运行测试类，你将看到目标方法被切面增强的日志输出。这个示例展示了如何使用 Spring AOP JDK 动态代理实现简单的日志切面，以记录目标方法执行的前后状态。这有助于实现代码的重用和提高可维护性。

4.2 下面是一个简单的 Spring AOP CGLIB 动态代理示例，演示了如何使用 Spring AOP 实现日志切面：

首先，创建一个切面类（Aspect），包含一个通知（Advice）：

package com.example.aspect;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;  
import org.aspectj.lang.annotation.AfterReturning;  
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;  
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;  
import org.springframework.stereotype.Component;
@Aspect  
@Component  
public class LoggingAspect {
   @Pointcut("execution(* com.example.service.*.*(..))")  
   public void serviceMethods() {  
   }
   @Before("serviceMethods()")  
   public void logBefore(JoinPoint joinPoint) {  
       System.out.println("Before method: " + joinPoint.getSignature().getName());  
   }
   @AfterReturning(pointcut = "serviceMethods()", returning = "result")  
   public void logAfterReturning(JoinPoint joinPoint, Object result) {  
       System.out.println("After returning method: " + joinPoint.getSignature().getName());  
       System.out.println("Result: " + result);  
   }  
}

接下来，创建一个目标类（Target Class），包含一个需要增强的方法：

package com.example.service;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service  
public class TargetService {
   public String sayHello(String name) {  
       System.out.println("Hello, " + name);  
       return "Hello, " + name;  
   }  
}

然后，创建一个 Spring 配置类，启用 AOP 支持，并扫描包含切面和目标类的包：

package com.example;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;  
import org.springframework.context.annotation.Configuration;  
import org.springframework.context.annotation.EnableAspectJAutoProxy;
@Configuration  
@EnableAspectJAutoProxy  
@ComponentScan(basePackages = {"com.example.aspect", "com.example.service"})  
public class AppConfig {  
}

最后，创建一个测试类，使用 Spring AOP 提供的 API 调用目标类的方法：

package com.example;
import org.springframework.context.ApplicationContext;  
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;  
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component  
public class Test {
   public static void main(String[] args) {  
       ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);  
       TargetService targetService = context.getBean(TargetService.class);  
       String result = targetService.sayHello("World");  
       System.out.println("Result: " + result);  
   }  
}

运行测试类，你将看到目标方法被切面增强的日志输出。这有助于实现代码的重用和提高可维护性。
需要注意的是，CGLIB 动态代理需要 TargetService 类实现 equals() 和 hashCode() 方法，否则会报错。这是因为 CGLIB 需要生成目标类的代理类，而如果 TargetService 类没有实现 equals() 和 hashCode() 方法，那么生成的代理类将无法正确处理目标类的对象。