Spring-3-Spring AOP概念全面解析

今日目标

能够理解AOP的作用

能够完成AOP的入门案例

能够理解AOP的工作流程

能够说出AOP的五种通知类型

一、AOP

1 AOP简介

思考：什么是AOP,AOP的作用是什么？

1.1 AOP简介和作用【理解】

  • AOP(Aspect Oriented Programming)面向切面编程，一种编程范式，指导开发者如何组织程序结构

    • OOP(Object Oriented Programming)面向对象编程

  • 作用：简单的说就是在不改变方法源代码的基础上对方法进行功能增强。

  • 符合Spring理念：无入侵式

1.2 AOP中的核心概念【理解】

引入:加入我有一个类中有四个方法,update,save,save，select

public class StudentDaoImpl implements StudentDao {
    @Override
    public void save() {
        System.out.println("Student dao save ...");
    }

    @Override
    public void update() {
        System.out.println("Student dao update ...");
    }

    @Override
    public void save() {
        System.out.println("Student dao delete ...");

    }
    @Override
    public void select() {
        System.out.println("Student dao select ...");

    }

现在有一个需求：对save方法进行增强，循环输出1000次语句到控制台，并计算运行时间，那么我们可能这样

    @Override
    public void save() {
        //开始时间
        Long start =System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("Student dao save ...");
        }
        //结束时间
        Long end =System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗时: "+ (end-start)+" ms");
    }

现在问题来了，假设我需要将类中的save,select,update这三个方法都统计一下耗时，我该怎么做？

可以对每一个需要统计的方法都按照save方法一样进行修改代码，那么这样写麻不麻烦大家自己想一下。

答案是肯定的，所以我们就要使用新的方式去解决这个问题，这就是AOP(面向切面编程)

  • 连接点（JoinPoint）：正在执行的方法，例如：update()、delete()、select()等都是连接点。

  • 切入点（Pointcut）：进行功能增强了的方法，例如:update()、delete()方法，select()方法没有被增强所以不是切入点，但是是连接点。
    • 在SpringAOP中，一个切入点可以只描述一个具体方法，也可以匹配多个方法

      • 一个具体方法：com.itheima.dao包下的BookDao接口中的无形参无返回值的save方法

      • 匹配多个方法：所有的save方法，所有的get开头的方法，所有以Dao结尾的接口中的任意方法，所有带有一个参数的方法

  • 通知（Advice）：在切入点前后执行的操作，也就是增强的共性功能

    • 在SpringAOP中，功能最终以方法的形式呈现

  • 通知类：通知方法所在的类叫做通知类

  • 切面（Aspect）：描述通知与切入点的对应关系，也就是哪些通知方法对应哪些切入点方法。

1.3 AOP应用常见【了解】

AOP作用:在不修改原始代码的基础上对其进行增强 应用场景：

  • 事务处理

  • 日志记录

  • 用户权限

  • ......

2 AOP入门案例【重点】

问题导入

问题1：在通知方法中如何定义切入点表达式？

问题2：如何配置切面？

问题3：在配置类上如何开启AOP注解功能？

2.1 AOP快速入门案例思路分析

  • 案例设定：测定接口执行效率

  • 简化设定：在接口执行前输出当前系统时间

  • 开发模式： 注解(以后我们Spring开发都是要注解)

  • 思路分析： 0. 创建项目

    1. 导入坐标（pom.xml）

    2. 制作连接点方法（原始操作，dao接口与实现类）

    3. 制作共性功能（通知类与通知）

    4. 定义切入点

    5. 绑定切入点与通知关系（切面）

2.2 AOP快速入门案例实现

【第0步】创建13_1_spring_aop_quickstart项目

【第一步】导入aop相关坐标

    <dependencies>
        <!--导入spring的坐标spring-context，对应版本是5.2.10.RELEASE-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-context</artifactId>
            <version>5.3.15</version>
        </dependency>
        <!--aspectjweaver（spring面向切面开发必须的第三方组件）-->
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.aspectj/aspectjweaver -->
        <dependency>
            <groupId>org.aspectj</groupId>
            <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
            <version>1.9.19</version>
        </dependency>
        <!--junit,spring对junit4的要求必须是4.12版本以上-->
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>4.13</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <!--spring-test-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-test</artifactId>
            <version>5.3.22</version>
        </dependency>
    </dependencies>

【第二步】定义dao接口与实现类

public interface StudentDao {

    void save();

    void update();

    void delete();

    void select();
}

package com.zbbmeta.dao.impl;

import com.zbbmeta.dao.StudentDao;
import org.springframework.stereotype.Repository;

@Repository
public class StudentDaoImpl implements StudentDao {
    @Override
    public void save() {

        System.out.println("Student dao save ...");

    }
    @Override
    public void update() {
        System.out.println("Student dao update ...");
    }

    @Override
    public void delete() {
        System.out.println("Student dao delete ...");
    }

    @Override
    public void select() {
        System.out.println("Student dao select ...");
    }

}

【第三步】定义通知类，制作通知方法

/**
 * 目标：对StudentDaoImpl里面save(),update()进行日志增强
 * 面试题:
 * AOP底层实现原理
 *    1.如果增强的对象有实现接口，aop底层采用jdk动态代理实现
 *      jdk动态代理的本质：生成一个新的接口实现类,类名特点 $ProxyXX
 *    2.如果增强的对象没有实现接口，aop底层采用cglib动态代理实现
 *     cglib动态代理的本质：生成一个新子类,类名特点 CGLIBXXXXXX
 */
@Component//1.通知类必须配置成Spring管理的bean
@Aspect //2.标识当前类为切面类
public class MyAdvice {
    public void method(){
        System.out.println("当前时间"+System.currentTimeMillis());
    }
}

【第四步】定义切入点表达式、配置切面(绑定切入点与通知关系)

@Component//通知类必须配置成Spring管理的bean
@Aspect //2.标识当前类为切面类
public class MyAdvice {


    //3.设置切入点，@Pointcut注解要求配置在方法上方
    @Pointcut("execution(void com.zbbmeta.dao.StudentDao.update())")
    private void pt(){}

    //4.设置在切入点pt()的前面运行当前操作(前置通知)
    @Before("pt()")
    public void method(){
        System.out.println("当前时间"+System.currentTimeMillis());
    }
}

【第五步】在配置类中进行Spring注解包扫描和开启AOP功能

package com.zbbmeta.config;

import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.EnableAspectJAutoProxy;

@Configuration
@ComponentScan("com.zbbmeta")
//开启注解开发AOP功能
@EnableAspectJAutoProxy
public class SpringConfig {
}

测试类和运行结果

package com.zbbmeta;

import com.zbbmeta.config.SpringConfig;
import com.zbbmeta.dao.StudentDao;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.test.context.ContextConfiguration;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringJUnit4ClassRunner;

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(classes = SpringConfig.class)
public class StudentDaoTest {

    @Autowired
    private StudentDao studentDao;  //注入dao

    @Test
    public void testAop() {
        studentDao.update();
    }
}

3 AOP工作流程【理解】

问题导入

什么是目标对象？什么是代理对象？

3.1 AOP工作流程

  1. Spring容器启动

  2. 读取所有切面配置中的切入点

  3. 初始化bean，判定bean对应的类中的方法是否匹配到任意切入点

    • 匹配失败，创建原始对象

    • 匹配成功，创建原始对象（目标对象）的代理对象

  4. 获取bean执行方法

    • 获取的bean是原始对象时，调用方法并执行，完成操作

    • 获取的bean是代理对象时，根据代理对象的运行模式运行原始方法与增强的内容，完成操作

3.2 AOP核心概念

  • 目标对象（Target）：被代理的对象，也叫原始对象(StudentDaoImpl)，该对象中的方法没有任何功能增强。

  • 代理对象（Proxy）：代理后生成的对象，由Spring帮我们创建代理对象。

3.3 在测试类中验证代理对象

    @Test
    public void testAop() {
        System.out.println("也对对象类型: "+studentDao.getClass());
        studentDao.update();
    }

4 AOP切入点表达式

问题导入

在切入点表达式中如何简化包名和参数类型书写？

4.1 语法格式

  • 切入点：要进行增强的方法

  • 切入点表达式：要进行增强的方法的描述方式

    • 描述方式一：执行com.zbbmeta.dao包下的StudentDao接口中的无参数update方法

    execution(void com.zbbmeta.dao.BookDao.update())

    • 描述方式二：执行com.zbbmeta.dao.impl包下的StudentDaoImpl类中的无参数update方法

    execution(void com.zbbmeta.dao.impl.StudentDaoImpl.update())

  • 切入点表达式标准格式：切点函数(访问修饰符 返回类型 类全名.方法名(参数类型) 异常类型）

    execution(public Student com.zbbmeta.service.StudentService.findById(int))

  • 切点函数：描述切入点的行为动作，例如execution表示执行到指定切入点

  • 访问修饰符：public，private等，可以省略

  • 返回值类型

  • 包名：多级包使用点连接

  • 类全名：包名+类名/接口名

  • 参数：直接写参数的类型，多个类型用逗号隔开

  • 异常名：方法定义中抛出指定异常，可以省略

4.2 通配符

目的：可以使用通配符描述切入点，快速描述。

* 单个独立的任意符号，可以独立出现，也可以作为前缀或者后缀的匹配符出现

匹配com.zbbmeta包下的任意包中的StudentService类或接口中所有find开头的带有一个参数的方法

execution（public * com.zbbmeta.*.StudentService.find*(*))

.. 多个连续的任意符号，可以独立出现，常用于简化包名与参数的书写

匹配com包下的任意包中的StudentService类或接口中所有名称为findById的方法

execution（public Student com..StudentService.findById(..))

+ 专用于匹配子类类型

execution(* *..*Service+.*(..))

4.3 书写技巧

  • 所有代码按照标准规范开发，否则以下技巧全部失效

  • 描述切入点通常描述接口，而不描述实现类

  • 访问控制修饰符针对接口开发均采用public描述（可省略访问控制修饰符描述）

  • 返回值类型对于增删改类使用精准类型加速匹配，对于查询类使用*通配快速描述

  • 包名书写尽量不使用..匹配，效率过低，常用*做单个包描述匹配，或精准匹配

  • 接口名/类名书写名称与模块相关的采用*匹配，例如UserService书写成*Service，绑定业务层接口名

  • 方法名书写以动词进行精准匹配，名词采用*匹配，例如getById书写成getBy*,selectAllBook书写成selectAll*

  • 参数规则较为复杂，根据业务方法灵活调整

  • 通常不使用异常作为匹配规则

5 AOP通知类型【重点】

问题导入

请描述一下如何定义环绕通知方法？

5.1 AOP通知分类

  • AOP通知描述了抽取的共性功能，根据共性功能抽取的位置不同，最终运行代码时要将其加入到合理的位置

  • AOP通知共分为5种类型

    • 前置通知：在切入点方法执行之前执行

    • 最终通知：在切入点方法执行之后执行，无论切入点方法内部是否出现异常，最终通知都会执行。

    • 后置通知(了解)：在切入点方法执行之后执行，如果切入点方法内部出现异常将不会执行。

    • 异常通知(了解)：在切入点方法执行之后执行，只有当切入点方法内部出现异常之后才执行。

    • 环绕通知(重点)：手动调用切入点方法并对其进行增强的通知方式。

5.2 AOP通知详解

5.2.1 前置通知

  • 名称：@Before

  • 类型：方法注解

  • 位置：通知方法定义上方

  • 作用：设置当前通知方法与切入点之间的绑定关系，当前通知方法在原始切入点方法前运行

  • 范例：

@Before("pt()")
public void before() {
    System.out.println("before advice ...");
}

5.2.2 最终通知

  • 名称：@After

  • 类型：方法注解

  • 位置：通知方法定义上方

  • 作用：设置当前通知方法与切入点之间的绑定关系，当前通知方法在原始切入点方法后运行

  • 范例：

@After("pt()")
public void after() {
    System.out.println("after advice ...");
}

5.2.3 后置通知

  • 名称：@AfterReturning（了解）

  • 类型：方法注解

  • 位置：通知方法定义上方

  • 作用：设置当前通知方法与切入点之间的绑定关系，当前通知方法在原始切入点方法正常执行完毕后运行

  • 范例：

@AfterReturning("pt()")
public void afterReturning() {
    System.out.println("afterReturning advice ...");
}

5.2.4 异常通知

  • 名称：@AfterThrowing（了解）

  • 类型：方法注解

  • 位置：通知方法定义上方

  • 作用：设置当前通知方法与切入点之间的绑定关系，当前通知方法在原始切入点方法运行抛出异常后执行

  • 范例：

@AfterThrowing("pt()")
public void afterThrowing() {
    System.out.println("afterThrowing advice ...");
}

5.2.5 环绕通知

  • 名称：@Around（重点，常用）

  • 类型：方法注解

  • 位置：通知方法定义上方

  • 作用：设置当前通知方法与切入点之间的绑定关系，当前通知方法在原始切入点方法前后运行

  • 范例：：

@Around("pt()")
public Object around(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
    System.out.println("around before advice ...");
    Object ret = pjp.proceed();
    System.out.println("around after advice ...");
    return ret;
}

环绕通知注意事项

  1. 环绕通知方法形参必须是ProceedingJoinPoint，表示正在执行的连接点，使用该对象的proceed()方法表示对原始对象方法进行调用，返回值为原始对象方法的返回值。

  2. 环绕通知方法的返回值建议写成Object类型，用于将原始对象方法的返回值进行返回，哪里使用代理对象就返回到哪里。

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