Spring AOP(面向切面编程)

AOP 的全称是“Aspect Oriented Programming”,即面向切面编程,和 OOP(面向对象编程)类似,也是一种编程思想。

AOP 采取横向抽取机制(动态代理),取代了传统纵向继承机制的重复性代码,其应用主要体现在事务处理、日志管理、权限控制、异常处理等方面。主要作用是分离功能性需求和非功能性需求,使开发人员可以集中处理某一个关注点或者横切逻辑,减少对业务代码的侵入,增强代码的可读性和可维护性。

简单的说,AOP 的作用就是保证开发者在不修改源代码的前提下,为系统中的业务组件添加某种通用功能。AOP 就是代理模式的典型应用。

目前最流行的 AOP 框架有两个,分别为 Spring AOP 和 AspectJ。

Spring AOP 是基于 AOP 编程模式的一个框架,它能够有效的减少系统间的重复代码,达到松耦合的目的。Spring AOP 使用纯 Java 实现,不需要专门的编译过程和类加载器,在运行期间通过代理方式向目标类植入增强的代码。有两种实现方式:基于接口的 JDK 动态代理基于继承的 CGLIB 动态代理

AspectJ 是一个基于 Java 语言的 AOP 框架,从 Spring 2.0 开始,Spring AOP 引入了对 AspectJ 的支持。AspectJ 扩展了 Java 语言,提供了一个专门的编译器,在编译时提供横向代码的植入。

为什么使用AOP

AOP 提供了一种可插入的方式,可以在实际逻辑之前、之后或周围添加其它关注点。比如一个类中有以下 10 个方法。

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class A{
public void m1(){...}
public void m2(){...}
public void m3(){...}
public void m4(){...}
public void m5(){...}
public void n1(){...}
public void n2(){...}
public void p1(){...}
public void p2(){...}
public void p3(){...}
}

以 m 开头的方法有 5 种,以 n 开头的方法有 2 种,以 p 开头的方法有 3 种。现在要求在以 m 开头的方法后添加发送通知功能。

在不使用 AOP 的情况下,我们必须修改以 m 开头的 5 种方法,在方法中调用发送通知的方法。

如果使用 AOP,我们不用在方法内调用发送通知的方法,只需要在类的方法中定义切入点,然后在 XML 文件中调用。如果需要删除或修改此功能,那么只需要在 XML 文件中进行更改。由此可以看出,使用 AOP 可以增强代码的可维护性。

AOP术语

为了更好地理解 AOP,我们需要了解一些它的相关术语。这些专业术语并不是 Spring 特有的,有些也同样适用于其它 AOP 框架,如 AspectJ。它们的含义如下表所示。

名称 说明
Joinpoint(连接点) 指那些被拦截到的点,在 Spring 中,指可以被动态代理拦截目标类的方法。
Pointcut(切入点) 指要对哪些 Joinpoint 进行拦截,即被拦截的连接点。
Advice(通知) 指拦截到 Joinpoint 之后要做的事情,即对切入点增强的内容。
Target(目标) 指代理的目标对象。
Weaving(植入) 指把增强代码应用到目标上,生成代理对象的过程。
Proxy(代理) 指生成的代理对象。
Aspect(切面) 切入点和通知的结合。

Advice 直译为通知,也有的资料翻译为“增强处理”,共有 5 种类型,如下表所示。

通知 说明
before(前置通知) 通知方法在目标方法调用之前执行
after(后置通知) 通知方法在目标方法返回或异常后调用
after-returning(返回后通知) 通知方法会在目标方法返回后调用
after-throwing(抛出异常通知) 通知方法会在目标方法抛出异常后调用
around(环绕通知) 通知方法会将目标方法封装起来

AOP 是 Spring 的核心之一,在 Spring 中经常会使用 AOP 来简化编程。在 Spring 框架中使用 AOP 主要有以下优势。

  • 提供声明式企业服务,特别是作为 EJB 声明式服务的替代品。最重要的是,这种服务是声明式事务管理。
  • 允许用户实现自定义切面。在某些不适合用 OOP 编程的场景中,采用 AOP 来补充。
  • 可以对业务逻辑的各个部分进行隔离,从而使业务逻辑各部分之间的耦合度降低,提高程序的可重用性,同时也提高了开发效率。

Spring JDK动态代理

Spring JDK 动态代理需要实现 InvocationHandler 接口,重写 invoke 方法,客户端使用 Java.lang.reflect.Proxy 类产生动态代理类的对象。

示例

下面使用 Eclipse IDE 演示 JDK 动态代理,步骤如下:

  • 创建 SpringDemo 项目,并在 src 目录下创建 net.biancheng 包。
  • 在 net.biancheng 包下创建 UserManager(用户管理接口)、UserManagerImpl(用户管理接口实现类)、MyAspect(切面类)和 JdkProxy(动态代理类)。
  • 运行 SpringDemo 项目。

UserManager 类代码如下。

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package net.biancheng;
public interface UserManager {
// 新增用户抽象方法
void addUser(String userName, String password);
// 删除用户抽象方法
void delUser(String userName);
}

UserManagerImpl 类代码如下。

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package net.biancheng;
public class UserManagerImpl implements UserManager {
@Override
public void addUser(String userName, String password) {
System.out.println("正在执行添加用户方法");
System.out.println("用户名称: " + userName + " 密码: " + password);
}
@Override
public void delUser(String userName) {
System.out.println("正在执行删除用户方法");
System.out.println("用户名称: " + userName);
}
}

MyAspect 类代码如下。

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package net.biancheng;
public class MyAspect {
public void myBefore() {
System.out.println("方法执行之前");
}
public void myAfter() {
System.out.println("方法执行之后");
}
}

MyAspect 类在切面中定义了两个增强的方法,分别为 myBefore 和 myAfter。

JdkProxy 类代码如下。

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package net.biancheng;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
/*** JDK动态代理实现InvocationHandler接口** @author 编程帮**/
public class JdkProxy implements InvocationHandler {
private Object target;
// 需要代理的目标对象
final MyAspect myAspect = new MyAspect();
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
myAspect.myBefore();
Object result = method.invoke(target, args);
myAspect.myAfter();
return result;
}
// 定义获取代理对象方法
private Object getJDKProxy(Object targetObject) {
// 为目标对象target赋值
this.target = targetObject;
// JDK动态代理只能代理实现了接口的类,从 newProxyInstance 函数所需的参数就可以看出来
return Proxy.newProxyInstance(targetObject.getClass().getClassLoader(), targetObject.getClass().getInterfaces(), this);
}
public static void main(String[] args) {
JdkProxy jdkProxy = new JdkProxy();
// 实例化JDKProxy对象
UserManager user = (UserManager) jdkProxy.getJDKProxy(new UserManagerImpl());
// 获取代理对象
user.addUser("bianchengbang", "www.biancheng.net");
// 执行新增方法
user.delUser("bianchengbang");
// 执行删除方法
}
}

运行结果如下。

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方法执行之前
正在执行添加用户方法
用户名称: bianchengbang 密码: www.biancheng.net
方法执行之后
方法执行之前
正在执行删除用户方法
用户名称: bianchengbang
方法执行之后

Spring CGLlB动态代理

JDK 动态代理使用起来非常简单,但是 JDK 动态代理的目标类必须要实现一个或多个接口,具有一定的局限性。如果不希望实现接口,可以使用 CGLIB代理。

CGLIB(Code Generation Library)是一个高性能开源的代码生成包,它被许多 AOP 框架所使用,其底层是通过使用一个小而快的字节码处理框架 ASM(Java 字节码操控框架)转换字节码并生成新的类。使用 CGLIB 需要导入 CGLIB 和 ASM 包,即 asm-x.x.jar 和 CGLIB-x.x.x.jar 。如果您已经导入了 Spring 的核心包 spring-core-x.x.x.RELEASE.jar,就不用再导入 asm-x.x.jar 和 cglib-x.x.x.jar 了。

Spring 核心包中包含 CGLIB 和 asm,也就是说 Spring 核心包已经集成了 CGLIB 所需要的包,所以在开发中不需要另外导入asm-x.x.jar 和 cglib-x.x.x.jar 包了。

示例

下面使用 Eclipse IDE 演示 CGLIB 动态代理的使用,步骤如下:

  • 创建 SpringDemo 项目,并在 src 目录下创建 net.biancheng 包。
  • 导入相关 JAR 包。
  • 在 net.biancheng 包下创建 UserManager(用户管理接口)、UserManagerImpl(用户管理接口实现类)、MyAspect(切面类)和 CGLIBProxy(动态代理类)。
  • 运行 SpringDemo 项目。

UserManager 类代码如下。

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package net.biancheng;
public interface UserManager {
// 新增用户抽象方法
void addUser(String userName, String password);
// 删除用户抽象方法
void delUser(String userName);
}

UserManagerImpl 类代码如下。

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package net.biancheng;
public class UserManagerImpl implements UserManager {
@Override
public void addUser(String userName, String password) {
System.out.println("正在执行添加用户方法");
System.out.println("用户名称: " + userName + " 密码: " + password);
}
@Override
public void delUser(String userName) {
System.out.println("正在执行删除用户方法");
System.out.println("用户名称: " + userName);
}
}

MyAspect 类代码如下。

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package net.biancheng;
public class MyAspect {
public void myBefore() {
System.out.println("方法执行之前");
}
public void myAfter() {
System.out.println("方法执行之后");
}
}

CglibProxy 类代码如下。

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package net.biancheng;
import java.lang.reflect.Method;
import org.springframework.CGLIB.proxy.Enhancer;
import org.springframework.CGLIB.proxy.MethodInterceptor;
import org.springframework.CGLIB.proxy.MethodProxy;
/*** CGLIB动态代理,实现MethodInterceptor接口** @author 编程帮**/
public class CglibProxy implements MethodInterceptor {
private Object target;
// 需要代理的目标对象
final MyAspect myAspect = new MyAspect();
// 重写拦截方法
@Override
public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] arr, MethodProxy proxy) throws Throwable {
myAspect.myBefore();
Object invoke = method.invoke(target, arr);
// 方法执行,参数:target目标对象 arr参数数组
myAspect.myAfter();
return invoke;
}
// 定义获取代理对象方法
public Object getCglibProxy(Object objectTarget) {
// 为目标对象target赋值
this.target = objectTarget;
Enhancer enhancer = new Enhancer();
// 设置父类,因为CGLIB是针对指定的类生成一个子类,所以需要指定父类
enhancer.setSuperclass(objectTarget.getClass());
enhancer.setCallback(this);// 设置回调
Object result = enhancer.create();// 创建并返回代理对象
return result;
}
public static void main(String[] args) {
CglibProxy cglib= new CglibProxy();// 实例化CglibBProxy对象
UserManager user = (UserManager) cglib.getCglibProxy(new UserManagerImpl());// 获取代理对象
user.addUser("bianchengbang", "www.biancheng.net"); // 执行新增方法
user.delUser("bianchengbang"); // 执行删除方法
}
}

运行结果如下。

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方法执行之前
正在执行添加用户方法
用户名称: bianchengbang 密码: www.biancheng.net
方法执行之后
方法执行之前
正在执行删除用户方法
用户名称: bianchengbang
方法执行之后

JDK代理和CGLIB代理的区别

JDK 动态代理是利用反射机制生成一个实现代理接口的匿名类,在调用具体方法前调用 InvokeHandler 来处理。而 CGLIB 动态代理是利用 ASM 开源包,加载代理对象类的 class 文件,通过修改其字节码生成子类来处理。

JDK 动态代理只能对实现了接口的类生成代理,而不能针对类。

CGLIB 是针对类实现代理,主要是对指定的类生成一个子类,覆盖其中的方法。因为是继承,所以该类或方法不能声明成 final 类型。

JDK动态代理特点

  • 代理对象必须实现一个或多个接口
  • 以接口的形式接收代理实例,而不是代理类

CGLIB动态代理特点

  • 代理对象不能被 final 修饰
  • 以类或接口形式接收代理实例

JDK与CGLIB动态代理的性能比较

生成代理实例性能:JDK > CGLIB
代理实例运行性能:JDK > CGLIB

来源——C语言中文网
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