【Spring AOP(1)篇】简介及代码示例

系统管理员 2023-09-25 21:42 21阅读 0赞

**简介：** Spring AOP（Aspect-Oriented Programming，面向切面编程）是 Spring 框架的一个重要特性，用于解耦和切割业务逻辑，是实现面向切面编程的重要手段之一。本文将介绍 Spring AOP 的原理及注解实现方式，并讲解其在实际开发中的应用。

### 一、Spring AOP 的原理 ###

#### 1.1 AOP 术语解释 ####

在了解 Spring AOP 的原理之前，我们需要先了解 AOP 中的一些术语：

*  切面（Aspect）：一个模块化的横切关注点，比如日志、事务管理等。在 Spring AOP 中，切面可以通过注解或 XML 配置文件定义。
 *  连接点（JoinPoint）：程序执行期间某个特定的点，比如方法调用、异常抛出等。
 *  通知（Advice）：在特定的连接点上执行的代码，比如在方法调用前执行一段代码。
 *  切入点（Pointcut）：用来定义多个连接点的表达式，一般使用注解或 XML 配置文件定义。
 *  引入（Introduction）：引入新的方法或属性到现有的类中。
 *  目标对象（Target）：被一个或多个切面所通知的对象。
 *  AOP 代理（Proxy）：通过增强目标对象或将其替换来实现 AOP。

#### 1.2 Spring AOP 原理 ####

在 Spring AOP 中，每个 bean 都可以配置多个切面（Aspect），每个切面都可以包含多个通知（Advice），通知又被绑定到一个或多个切入点（Pointcut）上，用于控制通知的执行过程。当目标对象的方法被执行时，AOP 框架会根据切入点的表达式匹配要执行的切点，然后执行绑定在该切点上的通知。

Spring AOP 的实现是基于 Java 动态代理的，当一个目标对象有一个或多个切面时，Spring AOP 会自动创建一个动态代理对象（Proxy），该代理对象会包含目标对象和切面，通知的执行就是通过代理对象实现的。具体来说，当一个代理对象调用目标对象的方法时，代理对象会先执行前置通知，然后再执行目标方法，最后执行后置通知和返回通知。如果目标方法抛出异常，则还会执行异常通知。在前置通知和后置通知中还可以利用 JoinPoint 对象访问方法的参数和返回值等信息，从而实现更灵活的业务逻辑控制。

### 二、Spring AOP 注解实现方式 ###

在 Spring AOP 中，可以使用注解定义切面、切入点和通知等元素。下面我们会分别介绍这些注解及其用法。

#### 2.1 @Aspect 注解 ####

@Aspect 注解用于定义切面（Aspect），标记该类为一个切面类。这个类应该包含一些通知和一个或多个切入点。可以使用 @Order 注解指定切面的优先级。

示例代码：

@Aspect
    @Component
    public class LoggingAspect {
        
        // ...
    }

#### 2.2 @Pointcut 注解 ####

@Pointcut 注解用于定义切入点（Pointcut），可以将切入点复用在多个通知上。切点表达式可以使用 AspectJ 切点表达式，也可以使用 Spring 的切点表达式语言。

示例代码：

@Pointcut("execution(* com.example.demo.controller.*.*(..))")
    public void controllerPointcut() {
        }

#### 2.3 @Before、@After、@AfterReturning、@AfterThrowing 注解 ####

这些注解用于定义通知（Advice），在目标方法执行前、后、返回值后、抛出异常后执行相应的代码。通知方法中可以使用 JoinPoint 对象访问方法的参数和返回值等信息。

示例代码：

@Before("controllerPointcut()")
    public void beforeAdvice(JoinPoint joinPoint) {
        }
    
    @After("controllerPointcut()")
    public void afterAdvice(JoinPoint joinPoint) {
        }
    
    @AfterReturning(pointcut = "controllerPointcut()", returning = "result")
    public void afterReturnAdvice(JoinPoint joinPoint, Object result) {
        }
    
    @AfterThrowing(pointcut = "controllerPointcut()", throwing = "e")
    public void afterThrowingAdvice(JoinPoint joinPoint, Exception e) {
        }

#### 2.4 @Around 注解 ####

@Around 注解用于定义环绕通知，可以在目标方法执行前后执行任意逻辑。通知方法中需要接收一个 ProceedingJoinPoint 对象，用于控制目标方法的执行：

调用 proceed() 方法继续目标方法的执行；  
在 proceed() 方法之前或之后执行任意逻辑。  
可以改变目标方法的返回值或抛出异常等。  
示例代码：

@Around("controllerPointcut()")
    public Object aroundAdvice(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        
        // 在调用目标方法之前执行任意逻辑
        // ...
        Object result = joinPoint.proceed();
        // 在目标方法返回值之后执行任意逻辑
        // ...
        return result;
    }

### 三、Spring AOP 实践案例 ###

下面我们以一个实际应用场景为例，介绍如何使用 Spring AOP 实现权限控制的功能。假设我们有以下两个用户类：

public class NormalUser {
        
       public void view() {
        
           System.out.println("Normal user can view.");
       }
    }
    
    public class AdminUser {
        
       public void view() {
        
           System.out.println("Admin user can view and configure.");
       }
    
       public void configure() {
        
           System.out.println("Only admin user can configure.");
       }
    }

我们希望实现如下需求：

只有管理员用户（AdminUser）才能访问 configure() 方法；  
访问 view() 方法时，普通用户（NormalUser）只能查看，管理员用户（AdminUser）能查看并修改。  
解决方案  
首先定义一个标记注解 @AdminOnly，用于标记需要进行权限控制的方法：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.METHOD)
    public @interface AdminOnly {
        
    }

然后定义一个切面 AdminAspect，用于实现权限控制逻辑：

@Aspect
    @Component
    public class AdminAspect {
        
        @Before("@annotation(com.example.demo.annotation.AdminOnly)")
        public void checkAdmin() {
        
            if (!isAdmin()) {
        
                throw new RuntimeException("No permission to operate this method.");
            }
        }
    
        private boolean isAdmin() {
        
            // 判断当前用户是否为管理员，这里简化为假定当前用户是管理员
            return true;
        }
    }

最后在 AdminUser 类的 configure() 方法上加上 @AdminOnly 注解，表示该方法需要进行权限控制：

public class AdminUser {
        
        @AdminOnly
        public void configure() {
        
            System.out.println("Only admin user can configure.");
        }
    
        public void view() {
        
            System.out.println("Admin user can view and configure.");
        }
    }

现在，当普通用户调用 AdminUser 的 configure() 方法时，会抛出 RuntimeException，提示无权限操作该方法。

对于 view() 方法，根据非管理员和管理员的访问权限不同，我们可以定义两个不同的通知：

@Before("@annotation(com.example.demo.annotation.AdminOnly)")
    public void checkAdmin() {
        
        if (!isAdmin()) {
        
            throw new RuntimeException("No permission to operate this method.");
        }
    }
    
    @Before("@annotation(com.example.demo.annotation.AdminOnly) && target(adminUser)")
    public void checkAdminUserAccess(AdminUser adminUser) {
        
        if (!isAdmin()) {
        
            throw new RuntimeException("No permission to operate this method.");
        }
        if (!adminUser.getClass().equals(AdminUser.class)) {
        
            throw new RuntimeException("Normal user can only view.");
        }
    }

在这个示例中，我们使用 @Before 注解实现权限控制，当然也可以使用其他类型的通知。这里我们只是简单演示 Spring AOP 的使用方式和应用场景。

### 结论 ###

Spring AOP 是一个非常强大且常用的功能，它可以实现很多横切关注点的解耦和复用。在实际开发中，我们可以根据自己的需求来定义切面和通知，从而实现对业务逻辑的控制。使用注解来定义切面、切入点和通知等元素，可以提高代码的可读性和可维护性，同时也更符合 Spring 的编程模型。希望本文可以帮助大家更好地理解 Spring AOP 的原理和应用，以及如何使用注解方式来实现 AOP。