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前言
上節(jié)回顧 長話短說Spring（1）之IoC控制反轉(zhuǎn)
??上篇文章中，我們介紹了有關(guān)Spring IoC控制反轉(zhuǎn)的概念以及實(shí)現(xiàn)，接下來我們將說一說Spring的另一重大特點(diǎn)AOP面向切面編程。同樣，還是老套路，我們將從是什么、怎么做、為什么三個主要方向入手，說清楚AOP到底是個什么東西、Spring 怎么做實(shí)現(xiàn)了AOP以及為什么要使用AOP這幾個問題。
什么是AOP？
官方解釋
??我們先來看一下比較官方的解釋。
??AOP，Aspect Oriented Programming的縮寫，意為面向切面編程，通過預(yù)編譯方式和運(yùn)行期動態(tài)代理實(shí)現(xiàn)程序功能的統(tǒng)一維護(hù)的一種技術(shù)。
??依然沒看懂ㄟ( ▔, ▔ )ㄏ。
生活中的AOP
??要理解AOP（面向切面編程），首先我們要明白什么叫做切面。
??舉個生活中的例子，我們都知道一個成功的老板背后一定有一個優(yōu)秀的秘書，而秘書的職責(zé)就是負(fù)責(zé)調(diào)度和安排老板的日程。想象一下這樣一個場景，今天秘書小M將事先安排好的一天日程向老板大B匯報后，老板大B表示同意。那么如無意外，老板大B今天將和往常一樣，按照日程表一樣一樣完成，一天就過去了。但是，秘書小M突然接到通知，一個十分重要的會議臨時決定在午后召開，無奈秘書小M只能將該會議強(qiáng)行插入老板大B已經(jīng)確認(rèn)過的日程安排中，然后默默等待老板大B的白眼。
????
??我們注意到秘書小M將臨時會議插入日程的動作，是不是很符合切面這個感覺呢？更形象一點(diǎn)，我們將老板大B確認(rèn)過的日程想象成一條長面包，而秘書小M突然被告知還有一片火腿（即那個討厭的臨時會議），為了老板能夠吃好，不得已只能用小刀將面包切開后硬生生將火腿塞入。
??可以這樣理解，面向切面就是為了達(dá)到目的，動態(tài)地將某件事切入到某件事中。
程序中的AOP
??回到代碼層面，關(guān)于AOP我在網(wǎng)上博文中發(fā)現(xiàn)了這樣一句話：運(yùn)行時，動態(tài)地將代碼切入到類的指定方法或者指定位置。是不是豁然開朗了呢？
??這里還想強(qiáng)調(diào)一下運(yùn)行時和動態(tài)兩個點(diǎn)，運(yùn)行時不難理解，如果在程序非運(yùn)行時我們只要將代碼寫入指定位置再運(yùn)行就好了，而程序運(yùn)行時，代碼就無法進(jìn)行更改了，這也體現(xiàn)了不修改源代碼的意義；動態(tài)這個概念我們可以這樣理解，切入的過程并非是事先完成好的，而是在程序運(yùn)行過程中觸發(fā)了某個時機(jī)而進(jìn)行的。
??此處介紹幾個概念，便于讀者理解：
??通知（advice）：切入到類指定方法或者指定位置的代碼片段，即需要增加的功能代碼，也就是上述的那片火腿（臨時會議）。
??連接點(diǎn)（join point）：程序運(yùn)行過程中能夠進(jìn)行插入切面操作的時間點(diǎn)。例如方法調(diào)用、異常拋出或字段修改等，可以理解為上述的長面包（老板的整個日程安排）。
??切入點(diǎn)（pointcut）：描述一個通知將被切入的一系列連接點(diǎn)的集合，即代碼片段具體切入到哪些類、哪些方法，也就是上述面包切口處（特指午后的日程）。所以說，切入點(diǎn)規(guī)定了哪些連接點(diǎn)可以執(zhí)行哪些通知。
??切面（aspect）：AOP中的切面等同于OOP中的類（class），由通知（advice）和切入點(diǎn)（pointcut）組成，其中通知（advice）和切入點(diǎn)（pointcut）既可以是1對1的關(guān)系，也可以是1對多的關(guān)系。概括的說就是描述了何時何地干何事的基本單元，其中通知（advice）說明了切面干何事，而切入點(diǎn)則說明了切面何時何地切入。
??關(guān)于幾者的關(guān)系，我們可以這樣理解，通知是在連接點(diǎn)上執(zhí)行的，但是我們不希望通知應(yīng)用到所有的連接點(diǎn)，所以引入了切入點(diǎn)來匹配特定的連接點(diǎn)，指名我們所希望通知應(yīng)用的連接點(diǎn)。
??因此，所謂的AOP（面向切面編程）就是在程序運(yùn)行過程中的某個時機(jī)將代碼片段插入到某些類的指定方法和指定位置；換句話說，秘書接到臨時會議通知時，將臨時會議插入到老板的日程安排中去。
為什么要使用AOP？
??程序的最終目的就是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)，但是我們在進(jìn)行編程的過程中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)除了所謂的業(yè)務(wù)代碼，還存在數(shù)量相當(dāng)?shù)墓泊a，類似日志、安全驗證、事物、異常處理等問題。這部分代碼重要但是與我們編寫程序要實(shí)現(xiàn)的功能沒有關(guān)系，具有功能相似、重用性高、使用場景分散等特點(diǎn)。我們姑且稱它們?yōu)?strong>共性問題。
??對大多數(shù)程序而言，代碼都是以縱向結(jié)構(gòu)將各個業(yè)務(wù)模塊串聯(lián)從而完成功能的。我們提到的共性問題本身不屬于業(yè)務(wù)范圍，但是又散落在各個業(yè)務(wù)模塊間，同實(shí)現(xiàn)主功能的代碼相互雜糅在一起，即如下圖所示：
??試想一下，如果將共性問題部分的代碼融入業(yè)務(wù)代碼中，一旦涉及到對某個共性問題部分的代碼進(jìn)行更改的時候，例如日志部分發(fā)生需求變更，我們可能需要牽涉許許多多其他模塊代碼。這在小規(guī)模程序中也許是可以接受的，可能只修改1、2處；但是如果牽涉的地方數(shù)量過多，特別是應(yīng)用在中大型規(guī)模程序中，我們甚至?xí)榱诵⌒〉囊粋€功能，修改上千、上萬處。這樣的方式是十分糟糕的，不僅費(fèi)時費(fèi)力，可能還會引起一些不必要的麻煩（回歸錯誤、結(jié)構(gòu)混亂等等）。
??AOP的就是為了解決這類共性問題，將散落在程序中的公共部分提取出來，以切面的形式切入業(yè)務(wù)邏輯中，使程序員只專注于業(yè)務(wù)的開發(fā)，從事務(wù)提交等與業(yè)務(wù)無關(guān)的問題中解脫出來。
AOP的好處
??解耦：AOP將程序中的共性問題進(jìn)行了剝離，毫無疑問地降低了各個業(yè)務(wù)模塊和共性問題之間的耦合。
??重用性：共性問題散落于業(yè)務(wù)邏輯的各處，十分難維護(hù)，使用AOP進(jìn)行提取后，能夠?qū)⑾嗨乒δ艿墓残詥栴}收斂，減少重復(fù)代碼，提高了代碼的重用性。
??拓展性：對于一個程序而言，迭代的重心一定在于業(yè)務(wù)和功能上。AOP使得每當(dāng)發(fā)生變更時，可以只關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯相關(guān)的代碼，而減少共性問題上帶來的變化，大大降低了程序未來拓展的成本。
Spring如何實(shí)現(xiàn)AOP？
什么是Spring AOP？
??通過上述介紹，我們了解到AOP的重心在于定義基本結(jié)構(gòu)和完成切面切入兩部分，解決了它們，我們就能方便快捷的使用AOP思想進(jìn)行編程了。
??Spring AOP就是負(fù)責(zé)完成AOP相關(guān)工作的框架，它將切面所定義的橫切邏輯切入到切面所指定的連接點(diǎn)中?？蚣艿哪康木褪菍?fù)雜的事情變得簡單易用，所以其主要工作分成了如下兩點(diǎn)：
??1.提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來定義AOP所需基本結(jié)構(gòu)，例如通知、連接點(diǎn)、切入點(diǎn)、切面等。
??2.封裝切面切入的相關(guān)工作，提供相應(yīng)接口給用戶。封裝的內(nèi)容主要包括如何通過切面（切入點(diǎn)和通知）定位到特定的連接點(diǎn)；如何將切面中的功能代碼植入到特定的連接點(diǎn)中等等；提供相應(yīng)接口主要包括配置文件、注解等用戶能夠使用的工具。
??這里想提一下，在 Spring AOP 中，連接點(diǎn)（join point）總是方法的執(zhí)行點(diǎn)， 即只有方法連接點(diǎn)。所以我們可以認(rèn)為，在 Spring 中所有的方法都可以是連接點(diǎn)。
怎么使用Spring AOP？
??由于Spring對AOP的封裝，使得我們可以十分方便的使用，我們只需要定義切面，即定義Advice通知和Pointcut切入點(diǎn)。
（1）Spring AOP中Pointcut切入點(diǎn)
??使用@Pointcut("execution()")注解定義切入點(diǎn)，其中execution的格式如下所示：
execution(modifiers-pattern? ret-type-pattern declaring-type-pattern? name-pattern(param-pattern) throws-pattern?)
??其中，除ret-type-pattern和name-pattern之外，其他都是可選的，各部分具體含義如下：
??1.modifiers-pattern：方法的操作權(quán)限
??2.ret-type-pattern：返回值
??3.declaring-type-pattern：方法所在的包
??4.name-pattern：方法名
??5.parm-pattern：參數(shù)名
??6.throws-pattern：異常
??為了更加理解，舉一個簡單的execution示例，如下所示：
（2）Spring AOP中Advice通知
- before advice：前置通知，由@Before注解定義，表示在 join point 前被執(zhí)行的advice。（雖然before advice是在 join point 前被執(zhí)行，但是它并不能夠阻止 join point 的執(zhí)行， 除非發(fā)生了異常，即在before advice代碼中， 不能人為地決定是否繼續(xù)執(zhí)行join point中的代碼)
- after return advice：后置通知，由@AfterReturning注解定義，表示在一個 join point 正常返回后執(zhí)行的advice。
- after throwing advice：異常通知，由@AfterThrowing注解定義，表示當(dāng)一個 join point 拋出異常后執(zhí)行的advice。
- after(final) advice：最終通知，由@After注解定義，表示無論一個join point是正常退出還是發(fā)生了異常，都會被執(zhí)行的advice。
- around advice：環(huán)繞通知，由@Around注解定義，表示在join point 前和joint point退出后都執(zhí)行的 advice，是最常用的advice。
（3）舉個例子
??首先,我們創(chuàng)建一個簡單的UserService，作為示例的業(yè)務(wù)模塊，代碼如下：
package com.demo.aop;
import org.springframework.stereotype.Service;
/**
* Created by wwwwei on 17/8/14.
*/
@Service
public class UserService {
//創(chuàng)建用戶
public void createUser(String userName) {
System.out.println("創(chuàng)建用戶 " + userName);
}
//刪除用戶
public void deleteUser(String userName) {
System.out.println("刪除用戶 " + userName);
}
//更新用戶
public void updateUser(String userName) {
System.out.println("更新用戶 " + userName);
throw new RuntimeException("更新用戶拋出異常");
}
}
??其次，定義切面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即通知（需要增加的功能代碼片段）和切入點(diǎn)（切入的時間點(diǎn)），代碼如下:
package com.demo.aop;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.*;
import org.springframework.stereotype.Component;
/**
* Created by wwwwei on 17/8/11.
*/
@Component
@Aspect
public class UserAspect {
//定義切入點(diǎn)
@Pointcut("execution(* com.demo.aop.*Service*.*(..))")
public void pointCut() {
}
//前置通知 @Before(value="execution(public * *(..))")
@Before("pointCut()")
public void mybefore() {
System.out.println("前置通知");
}
//后置通知 @AfterReturning(value="execution(public * *(..))")
@AfterReturning(pointcut = "pointCut()")
public void myafterReturning() {
System.out.println("后置通知");
}
//異常通知 @AfterThrowing(value="execution(public * *(..))")
@AfterThrowing(pointcut = "pointCut()", throwing = "error")
public void myafterThrowing() {
System.out.println("異常通知");
}
//環(huán)繞通知 @Around(value="execution(public * *(..))")
@Around("pointCut()")
public void myAround(ProceedingJoinPoint jp) {
System.out.println("環(huán)繞前通知");
try {
jp.proceed();
} catch (Throwable e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("環(huán)繞后通知");
}
//最終通知 @After(value="execution(public * *(..))")
@After("pointCut()")
public void myafterLogger() {
System.out.println("最終通知");
}
}
??最后，編寫測試類測試，代碼如下:
package com.demo.aop;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
/**
* Created by wwwwei on 17/8/14.
*/
public class UserTest {
public static void main(String[] args) {
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(
"applicationContext.xml");
UserService userService = context.getBean(UserService.class);
userService.createUser("測試用戶");
}
}
??運(yùn)行結(jié)果如下，可以發(fā)現(xiàn)在業(yè)務(wù)模塊中成功切入了我們定義的代碼片段。
AOP的實(shí)現(xiàn)
??AOP的實(shí)現(xiàn)是基于代理機(jī)制的，根據(jù)不同實(shí)現(xiàn)方式主要分為兩類：
??1.靜態(tài)代理，AOP框架會在編譯階段生成AOP代理類，即在編譯器和類裝載期實(shí)現(xiàn)切入的工作，但是這種方式需要特殊的Java編譯器和類裝載器。AspectJ框架就是采用這種方式實(shí)現(xiàn)AOP。
??2.動態(tài)代理，AOP框架不會去修改字節(jié)碼，而是在內(nèi)存中臨時為方法生成一個AOP對象，這個AOP對象包含了目標(biāo)對象的全部方法，并且在特定的連接點(diǎn)（切入點(diǎn)）做了添加通知（advice）處理，并回調(diào)原對象的方法。
??與AspectJ的靜態(tài)代理不同，Spring AOP使用動態(tài)代理，通過JDK Proxy和CGLIB Proxy兩種方法實(shí)現(xiàn)代理。兩種方式的選擇與目標(biāo)對象有關(guān):
- 如果目標(biāo)對象沒有實(shí)現(xiàn)任何接口，那么Spring將使用CGLIB來實(shí)現(xiàn)代理。CGLIB是一個開源項目，它是一個強(qiáng)大的，高性能，高質(zhì)量的Code生成類庫，它可以在運(yùn)行期擴(kuò)展Java類與實(shí)現(xiàn)Java接口。
- 如果目標(biāo)對象實(shí)現(xiàn)了一個以上的接口，那么Spring將使用JDK Proxy來實(shí)現(xiàn)代理，因為Spring默認(rèn)使用的就是JDK Proxy，并且JDK Proxy是基于接口的。這也是Spring提倡的面向接口編程。當(dāng)然，你也可以強(qiáng)制使用CGLIB來進(jìn)行代理，但是這樣可能會造成性能上的下降。
??感謝以下博文，寫作時作為參考借鑒。
??Spring AOP的實(shí)現(xiàn)原理
??徹底征服 Spring AOP 之 理論篇
