【Spring AOP】面向切面编程,面向切面编程是面向对象编程的孪生兄弟嘛?且听我细细道来! ! !

news2024/11/19 4:30:02

前言:
大家好,我是良辰丫,面向切面编程和面向对象编程是两种几乎不同的编程方式,并不是所谓的孪生兄弟,但是我们可以说面向切面编程是面向对象编程的一种补充和完善,到底是什么意思呢?请跟随良辰的步伐往下瞧! ! !💌💌💌

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目录

  • 1. 初识AOP
  • 2. AOP的作用
  • 3. AOP的组成
    • 3.1 切面 (Aspect)
    • 3.2 连接点(Join Point)
    • 3.3 切点 (Pointcut)
    • 3.4 通知(Advice)
  • 4. Spring AOP的实现
    • 4.1 创建Spring Boot项目
    • 4.2 添加AOP框架支持
    • 4.3 定义切面
    • 4.4 定义切点
      • 4.4.1 切点
      • 4.4.2 切点参数
    • 4.5 定义通知
  • 5. Spring AOP的实现原理
    • 5.1 为什么要有AOP
    • 5.2 简述AOP的动态代理
    • 5.3 代理的生成时机
    • 5.4 动态代理
    • 5.4.1 JDK 动态代理实现
    • 5.4.2 CGLIB 动态代理实现
    • 5.4.3 JDK 和 CGLIB 实现的区别

1. 初识AOP

  • 我们在前面学过OOP,OOP表示面向对象编程,面向对象的主体是对象,我们在初学java的时候就研究过对象的概念,对象简单来说就是对一个事物的描述,java中万物皆是对象,一个人,一个鸟等等都可以看做是一个对象.
  • 接下来我们有接触了一个新的概念AOP(Aspect Oriented Programming),它表示⾯向切⾯编程,它是⼀种思想,它是对某⼀类事情的集中处理.
  • 什么是切面呢?我们买一个西瓜,用刀切开,就会形成一个面,那就是切面,在西瓜中我们可以通过切面看到它的成熟程度.
  • 使⽤ AOP 可以扩充多个对象的某个能⼒,所以 AOP 可以说是 OOP(Object Oriented Programming,⾯向对象编程)的补充和完善。
  • 上面我们提到面向切面编程是对某一类事情的集中处理,刚开始我们可以这样理解,某一个功能(函数/方法)是其它方法所共享的,我们只需要用一个方法封装这个功能,只需要写一次,用的时候直接调用即可.

那么AOP和Spring AOP有什么关系呢?

  • AOP 是⼀种思想,只是描述了AOP具体是什么.
  • Spring AOP 是⼀个框架,提供了⼀种对 AOP 思想的实现,它们的关系和IoC 与 DI 类似。

看到这里大家可能会说AOP究竟是什么,我还是一头雾水,不用着急,我们还没有具体介绍 AOP呢,接下来我们首先来看一下AOP具体有什么用.

2. AOP的作用

  • 我们需要深刻记忆面向切面编程是对某一类事情的集中处理,这句话我多次提到说明它是面向切面编程的核心思想.
  • 对于这种功能统一并且使⽤的地⽅较多的功能,就可以考虑 AOP来统⼀处理了,这样极大的减少了代码的冗余性,并且可以做到解耦.
  • 两块代码我们不需要让它们强加某个功能,我们通过AOP可以做到解耦,单独处理即可.那两块代码只需要处理自己的业务逻辑即可.

AOP 的常见功能如下 :

  • 登录判断,单独处理特殊的需要登录校验的地方.
  • 统⼀⽇志记录,我们以前在学习日志的时候,使用一次需要调用一次,通过AOP我们可以单独处理出现频率比较高的日志.
  • 统⼀⽅法执⾏时间统计,对比方法的执行时间,方便我们发现问题.此时我们可以针对慢的方法做一定的优化.
  • 统⼀的返回格式设置,我们前后端交互,需要有统一的返回格式,通过AOP可以简化我们的后端代码.
  • 统⼀的异常处理
  • 事务的开启和提交

3. AOP的组成

3.1 切面 (Aspect)

  • 切⾯(Aspect)由切点(Pointcut)和通知(Advice)组成,它既包含了横切逻辑的定义,也包括了连接点的定义。
  • 我们可以理解为切面就是一个处理某方面问题的一个类,类里面包含了许多方法,这些方法就是切点和通知.
  • 切面其实就是AOP实现某个功能的集合.

3.2 连接点(Join Point)

  • 从字面意思来说,连接点就是连接几个东西(大于1),连接点相当于一个桥梁,通过这个桥梁把几个东西建立一定的联系.
  • 接下来我们说明一下我们AOP里面的连接点,我们可以理解为应⽤执⾏过程中能够插⼊切⾯的⼀个点,这个点可以是⽅法调⽤时,抛出异常时,甚⾄修改字段时的点。切⾯代码可以利⽤这些点插⼊到应⽤的正常流程之中,并添加新的⾏为。
  • 连接点相当于需要被增强的某个 AOP 功能的所有⽅法,连接点的作用是触发AOP规则的所有点(所有请求),概念有点抽象,我们只需要简单的理解为连接点可以把所有的请求联系在一起(调用AOP规则,通过AOP规则处理相关的事情,最大的作用就是减少冗余性)

3.3 切点 (Pointcut)

  • 切点Pointcut 是匹配 连接点Join Point 的谓词,我们通过切点才能处理连接点.
  • 那么如何理解切点呢?Pointcut 的作⽤就是提供⼀组规则(使⽤ AspectJ pointcut expression language 来描述)来匹配 Join Point,给满⾜规则的 Join Point 添加 Advice(下面会详细介绍)。
  • 切点相当于保存了众多连接点的⼀个集合(如果把切点看成⼀个表,⽽连接点就是表中⼀条⼀条的数据.
  • 我们只需要把切点简单的理解为用来进行主动拦截的规则(说白了就是通过配置来进行制定规则)

3.4 通知(Advice)

  • 通知是通过 Advice 这个单词直接翻译过来的,可能理解起来比较困难,我们在这里把通知理解为做的某个事情(或者工作).
  • 通知定义了切⾯是什么,何时使⽤,描述了切⾯要完成的⼯作,还解决何时执⾏这个⼯作的
    问题。
  • 通俗来讲,程序中被拦截请求触发的具体动作(做的事情)就是在通知中实现具体的业务代码,这也是AOP所做的事情.

Spring 切⾯类中,可以在⽅法上使⽤以下注解,会设置⽅法为通知⽅法,在满⾜条件后会通知本⽅法进⾏调⽤:

  • 前置通知使⽤ @Before:通知⽅法会在⽬标⽅法调⽤之前执⾏,也就是执行目标方法之前的方法就叫做前置通知.
  • 后置通知使⽤ @After:通知⽅法会在⽬标⽅法返回或者抛出异常后调⽤,也就是执行目标方法之后执行的方法叫做后置通知.
  • 返回通知使⽤ @AfterReturning:通知⽅法会在⽬标⽅法返回后调⽤,也就是目标方法执行了返回数据的时候执行了的通知叫做返回通知.
  • 抛异常后通知使⽤ @AfterThrowing:通知⽅法会在⽬标⽅法抛出异常后调⽤,也就是在执行目标方法出现异常的时候执行的通知叫做异常通知.
  • 环绕通知使⽤ @Around:通知包裹了被通知的⽅法,在被通知的⽅法通知之前和调⽤之后执⾏⾃定义的⾏为,也就是在目标方法执行的周期范围内(执行之前,执行中,执行后)都可以执行的方法叫做环绕通知.

看到这里,大家还会对通知的概念比较模糊,没关系,我们稍微举一个例子,就拿我们访问服务器进行举例吧.

  • 如果没有任何通知,我们是直接访问服务器的.
    在这里插入图片描述
  • 如果有前置通知,我们先进行访问前置通知,随后再进行访问服务器.
    在这里插入图片描述

AOP的基本概念已经结束了,我还是对AOP有点生疏,这是什么嘛,一会写代码的时候不是要整死我嘛?上面已经说了,这些概念比较抽象,我在说完了官方的理解之后会加一句自己的理解,我们只需要理解最基本的就可以,是大家想的复杂了,其实没有那么难,接下来我们通过一个简单的图来再次认识一下AOP的工作原理.

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4. Spring AOP的实现

4.1 创建Spring Boot项目

  • 因为现在绝大多数的项目都是基于Spring Boot的,因此我们就在Spring Boot的基础上去研究Spring AOP.
  • 因此我们首先创一个Spring Boot项目,在前面Spring Boot的文章中我已经具体提到,在这里就不做详细描述了哈.

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4.2 添加AOP框架支持

  1. 打开maven中央仓库搜索AOP,下面我故意写的大小写版本的AOP,都可以识别,大家不用纠结哈.

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2. 注意要选择Spring Boot版本的,以前我们总是选择用的最多的.Spring 出现很多年了,之前一直在用,后来Spring Boot逐渐求取代了Spring Boot的地位,尽管这样,Spring Boot的AOP框架还是没有Spring用的多(这里的用的多不是指的当前,而是maven中央仓库的点击量,因为Spring 有额二十年的历史,Spring Boot只有不到十年)

  1. 选择相应的AOP版本,注意这个版本也不是随便选择的,要和我们的Spring Boot框架版本一致,比如我的Spring Boot框架是2.7.9,在这里的AOP 也要选择2.7.9.否则就可能会出现版本不匹配的问题.

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  1. 复制框架依赖到我们的pom.xml文件中

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  1. maven刷新,有的idea版本会自动刷新,但是很多idea版本不会自动刷新,我们还是手动刷新一下比较好.

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4.3 定义切面

我们在上面提到切面其实就是一个类,多次提及就是为了帮助大家理解.

  • 切面需要随着项目的启动而启动,因此就需要添加五大注解,在这里我们把切面定义为一个组件,就使用注解@Component.
  • 我们还需要告诉我们的程序这是一个切面,这个时候要使用注解@Aspect.
  • 还是我们以前说的,Spring Boot的学习其实就是学习注解的过程.
package com.example.demo;

import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.springframework.stereotype.Component;
//该注解表示这个类是一个切面
@Aspect
//该注解表示该类随着项目的启动而启动
@Component
public class UserAspect {
    
}

4.4 定义切点

4.4.1 切点

  • 我们在切点中需要写一个空方法,它不需要有方法体,此方法名只是起到一个标识的作用,为什么Spring AOP这样设计呢?因为是一对多,切点可能有很多个,在空方法中只是标识通知中的方法具体指的哪个切点.要实现多个功能,具体的实现要在通知中进行.
  • 切点说白了就是具体要处理的某⼀类问题,⽐如⽤户登录权限验证就是⼀个具体的问题.
  • 在切点中我们定义一定的规则,比如拦截规则,密码错误进行拦截,无法正常登录.
package com.example.demo;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.springframework.stereotype.Component;
//该注解表示这个类是一个切面
@Aspect
//该注解表示该类随着项目的启动而启动
@Component
public class StuAspect {
    //定义切点,配置拦截规则
@Pointcut("execution(* com.example.demo.controller.*.*(..))")
    public void pointcut() {
        
    }
}

4.4.2 切点参数

  • 切点的注解Pointcut中的execution是固定写法,表示切点函数,用来匹配方法,里面的第一个号表示返回值, 号表示返回值可以是任意的.
  • 两个点号也是匹配任意字符,可以匹配多个元素,在表示类时,必须和*好联合使用.
  • *号后面加一个空格,空格后面表示的路径,路径为包名+类名.
  • *号为通配符,在这里我们先简单说明.
  • 加号表示按照类型匹配指定类的所有类,必须在类名后面,com.liangchen+表示继承该类的所有子类包括自身.
  • 修饰符合异常可以省略,在这里我们先简单了解.
  • 修饰符一般会省略
    public 表示公共方法.
    *号表示任意.
  • 返回值不能省略
    void表示没有返回值.
    String表示返回值为字符串.
    *号表示返回值为任意.
  • 关于包
    com.chen表示固定包.
    com.chen.*表示com.chen包下的任意文件
    com.chen..表示com.chen包下面的所有子包,包含自身.
    com.chen.*.表示chen下面的任意子包
  • 关于类
    User表示指定的类
    *user表示以user结尾的类
    *表示任意类
  • 方法名不能省略
    user表示固定方法
    user*表示以user开头的方法名
    *user表示以user结尾的方法名.
    *表示任意的方法名.
  • 参数
    ()表示无参
    (int)表示一个整型参数
    (int,int)表示两个整型参数
    (..)表示参数为任意
  • throws可省略,一般不写.

接下来我们举几个常用的例子来进行说明.

//1.匹配 User 类⾥的所有⽅法。
execution(* com.cad.demo.User.*(..)) 
//2.匹配该类的⼦类包括该类的所有方法
execution(* com.cad.demo.User+.*(..)) 
//3.匹配 com.cad 包下的所有类的所有⽅法。
execution(* com.cad.*.*(..)) 
//4.匹配 com.cad 包下、⼦孙包下所有类的方法
execution(* com.cad..*.*(..))
//5.匹配 addUser ⽅法,且第⼀个参数为String,第二个为int
execution(* addUser(String, int))

4.5 定义通知

  • 通知定义的是被拦截的⽅法具体要执⾏的业务.
  • 我们经常使用的通知有前置通知,后置通知和环绕通知,我们首先来看一下前置通知和后置通知,代码如下.
    @Before("pointcut()")
    public void beforeAdvice() {

        System.out.println("我是前置通知");
    }
    @After("pointcut()")
    public void afterAdvice() {
        
        System.out.println("我是后置通知");
    }

那么我们首先写一个controller层类,用来测试我们的AOP代码.

package com.example.demo.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@RequestMapping("/stu")
public class StuController {
    @RequestMapping("/hi")
    public String sayHi(String name) {
        System.out.println("执行了sayHi方法");
        return "Hi," + name;
    }
}

接下来我们启动我们的Spring Boot项目,然后通过浏览器访问我们的controller类.

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然后我们观察我们的控制台.

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sayHi是我们的目标方法,我们在上面介绍了前置通知和后置通知,在目标方法之前执行的通知叫做前置通知,在目标方法之后执行的通知叫做后置通知,我们可以用通知来进行登录校验.

接下来我们再写一个环绕通知.

    @Around("pointcut()")
    public Object aroundAdvice(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        System.out.println("进入环绕通知");
        Object obj = null;
        // 执行目标方法
        obj = joinPoint.proceed();
        System.out.println("退出环绕通知");
        return obj;
    }

接下来我们再次进行访问我们的页面.

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随后我们观察我们的控制台,我们会发现环绕通知会在前置通知之前执行.

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5. Spring AOP的实现原理

5.1 为什么要有AOP

看到这里大家明白为什么要有AOP了嘛?

  • 我们以前写代码,程序员自己制定代码规则,写一块代码需要写一个规则;但是现在我们有了AOP,如果有通用的规则,我们只要写一次即可.
  • 于是乎AOP的作用显而易见了,AOP其实就是通过某种匹配规则去匹配方法,然后再添加对应的日志处理.
  • AOP的实现原理是什么呢?不要着急,我们下面会进行介绍.

5.2 简述AOP的动态代理

  • Spring AOP 是构建在动态代理基础上,因此 Spring 对 AOP 的⽀持局限于⽅法级别的拦截.
  • Spring AOP ⽀持 JDK Proxy 和 CGLIB ⽅式实现动态代理。默认情况下,实现了接⼝的类,使⽤ AOP 会基于 JDK ⽣成代理类,没有实现接⼝的类,会基于 CGLIB ⽣成代理类.
  • 调用者通过代理来调用目标对象.

5.3 代理的生成时机

  • 织⼊(Weaving)是代理的⽣成时机.
  • 织⼊是把切⾯应⽤到⽬标对象并创建新的代理对象的过程,切⾯在指定的连接点被织⼊到⽬标对象中。

在⽬标对象的⽣命周期⾥有多个点可以进⾏织⼊操作:

  • 编译期:切⾯在⽬标类编译时被织⼊。这种⽅式需要特殊的编译器。AspectJ的织⼊编译器就是以这种⽅式织⼊切⾯的。
  • 类加载期:切⾯在⽬标类加载到JVM时被织⼊,这种⽅式需要特殊的类加载器(ClassLoader),它可以在⽬标类被引⼊应⽤之前增强该⽬标类的字节码。AspectJ5的加载时织⼊(load-time weaving. LTW)就⽀持以这种⽅式织⼊切⾯。
  • 运⾏期:切⾯在应⽤运⾏的某⼀时刻被织⼊。⼀般情况下,在织⼊切⾯时,AOP容器会为⽬标对象动态创建⼀个代理对象。SpringAOP就是以这种⽅式织⼊切⾯的。

5.4 动态代理

  • AOP的实现在设计模式上称为动态代理模式,在实现的技术⼿段上,都是在 class 代码运⾏期,动态的织⼊字节码。
  • 我们学习 Spring 框架中的AOP,主要基于两种⽅式:JDK 及 CGLIB 的⽅式。这两种⽅式的代理⽬标都是被代理类中的⽅法,在运⾏期,动态的织⼊字节码⽣成代理类。
  • CGLIB是Java中的动态代理框架,主要作⽤就是根据⽬标类和⽅法,动态⽣成代理类。
  • Java中的动态代理框架,⼏乎都是依赖字节码框架(如 ASM,Javassist 等)实现的。
  • 字节码框架是直接操作 class 字节码的框架。可以加载已有的class字节码⽂件信息,修改部分信息,或动态⽣成⼀个 class。

接下来我们简单认识一下两种动态代理的实现方式.

5.4.1 JDK 动态代理实现

JDK 实现时,先通过实现 InvocationHandler 接⼝创建⽅法调⽤处理器,再通过 Proxy 来创建代理类。

//import org.example.demo.service.AliPayService;
//import org.example.demo.service.PayService;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
//动态代理:使⽤JDK提供的api(InvocationHandler、Proxy实现),
//此种⽅式实现,要求被代理类必须实现接⼝
    public class PayServiceJDKInvocationHandler implements InvocationHandler {
        //⽬标对象即就是被代理对象
        private Object target;

        public PayServiceJDKInvocationHandler( Object target) {
            this.target = target;
        }

        //proxy代理对象
        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            //1.安全检查
            System.out.println("安全检查");
            //2.记录⽇志
            System.out.println("记录⽇志");
            //3.时间统计开始
            System.out.println("记录开始时间");
            //通过反射调⽤被代理类的⽅法
            Object retVal = method.invoke(target, args);
            //4.时间统计结束
            System.out.println("记录结束时间");
            return retVal;
        }
        public static void main(String[] args) {
            PayService target= new AliPayService();
            //⽅法调⽤处理器
            InvocationHandler handler =
                    new PayServiceJDKInvocationHandler(target);
            //创建⼀个代理类:通过被代理类、被代理实现的接⼝、⽅法调⽤处理器来创建
            PayService proxy = (PayService) Proxy.newProxyInstance(
                    target.getClass().getClassLoader(),
                    new Class[]{PayService.class},
                    handler
            );
            proxy.pay();
        }
    }

5.4.2 CGLIB 动态代理实现

import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;
import org.example.demo.service.AliPayService;
import org.example.demo.service.PayService;
import java.lang.reflect.Method;
    public class PayServiceCGLIBInterceptor implements MethodInterceptor {
        //被代理对象
        private Object target;

        public PayServiceCGLIBInterceptor(Object target){
            this.target = target;
        }

        @Override
        public Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, Method
                Proxy methodProxy) throws Throwable {
            //1.安全检查
            System.out.println("安全检查");
            //2.记录⽇志
            System.out.println("记录⽇志");
            //3.时间统计开始
            System.out.println("记录开始时间");
            //通过cglib的代理⽅法调⽤
            Object retVal = methodProxy.invoke(target, args);
            //4.时间统计结束
            System.out.println("记录结束时间");
            return retVal;
        }

        public static void main(String[] args) {
            PayService target= new AliPayService();
            PayService proxy= (PayService) Enhancer.create(target.getClass(),n
                    ew PayServiceCGLIBInterceptor(target));
            proxy.pay();
        }
    }

5.4.3 JDK 和 CGLIB 实现的区别

  • JDK 实现,要求被代理类必须实现接⼝,之后是通过 InvocationHandler 及 Proxy,在运⾏时动态的在内存中⽣成了代理类对象,该代理对象是通过实现同样的接⼝实现(类似静态代理接⼝实现的⽅式),只是该代理类是在运⾏期时,动态的织⼊统⼀的业务逻辑字节码来完成。
  • CGLIB 实现,被代理类可以不实现接⼝,是通过继承被代理类,在运⾏时动态的⽣成代理类对象。

后序:
看到这里Spring AOP的学习已经接近尾声了,感谢大家阅读本篇文章,希望小小的文章可以帮到大家,我们下一篇文章再见 ! ! ! 🍅🍅🍅

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今天随便刷力扣的时候看到了最小栈&#xff0c;发现力扣上没做过&#xff0c;题不难&#xff0c;于是做了一下 一开始的代码如下&#xff1a; class MinStack {Deque<Integer> stack;Deque<Integer> minStack;public MinStack() {stack new LinkedList<>()…

HHU商务数据挖掘期末考点复习

文章目录 第一章 概述第二章 商务智能过程2.1四个部分2.2数据仓库与数据库2.3在线分析处理与在线事务处理 第三章 关联分析3.1 频繁模式与关联规则3.2 相关性度量liftcosine 第四章 分类4.1决策树4.1.1 信息熵的概念4.1.2 计算目标变量的信息熵4.1.3 算条件熵4.1.4 信息增益4.1…

从专用模型到大模型

背景&#xff1a; 在开始文章正文之前&#xff0c;我们来讲讲为何突然大模型火了&#xff0c;大模型和专用模型到底有何差异。 大模型火之前专业模型其实已经能够很好的配合做很多很复杂的事情。如果只是从提高工作效率的角度来讲应该是发展模型的专业问题解决能力&#xff0…

SpringSecurity实现Remember-Me实践

【1】基于会话技术的实现 也就是基于Cookie的实现。 ① 登录页面 这里name"remember-me"表示“记住我”的复选框&#xff0c;默认key是remember-me。 <form action"/user/login" method"post"><input type"text" name&q…

Jmeter连接数据库并进行操作

一&#xff1a;加一个JDBC组件 二、填写连接信息&#xff1a; 三&#xff1a;添加JDBC请求 四、填写sql并运行

[centos] 新买的服务器环境搭建

由于去年买的云服务器快过期了,然后最近又新买了一个服务器,所以就写下了这篇文章, 虽然可以镜像搭建,但是本身原服务器就没有多少东西,所以我选择了手动搭建... 再且,也可以帮我再熟悉一下 centos 环境... 当然很多都是我之前OneNote的学习笔记,这里就直接复制和粘贴了(&#…