Spring进阶（AOP的理解）——静态/动态代理 & 面向切面编程AOP（Aspect Oriented Programming） & 日志记录 & 增强方法

左手的ㄟ右手 2023-10-15 13:24 16阅读 0赞

#### 目录 ####

*  引出
 *  静态代理和动态代理
 *   *  代理模式
     *  静态代理
     *  动态代理
     *   *  Spring的cglib实现
         *  java.lang.reflect包实现
 *  面向切面编程AOP（Aspect Oriented Programming）
 *   *  AOP思想
     *  AOP相关术语
     *   *  通知(Advice)
         *  连接点(Joinpoint)
         *  切点(Poincut)
         *  切面(Aspect)
         *  引入(Introduction)
         *  织入(Veaving)
 *  AOP的应用
 *   *  spring核心容器
     *  切入点表达式
     *  记录日志
     *  进行日志的配置
 *  总结

## 引出 ##

--------------------

1.静态代理，动态代理的概念，动态代理的spring-cglib和jav-reflect实现；  
2.面向切面编程AOP的思想，以及相关术语，连接点JointPoint；  
3.增强方法，AOP的应用，日志的记录；

![在这里插入图片描述][013bedac53684e94bb0992f7812e8a41.png]

## 静态代理和动态代理 ##

在Java中，代理（Proxy）是一种设计模式，它允许通过代理对象来控制对真实对象的访问。代理对象充当了真实对象的中间人，可以在访问真实对象之前或之后执行一些额外的操作。

Java中的代理可以分为两种类型：静态代理和动态代理。

### 代理模式 ###

1、代理模式： 代理模式就是本该我做的事，我不做，我交给代理人去完成。就比如，我生产了一些产品，我自己不卖，我委托代理商帮我卖，让代理商和顾客打交道，我自己负责主要产品的生产就可以了。 代理模式的使用，需要有本类，和代理类，本类和代理类共同实现统一的接口。然后在 main 中调用就可以了。本类中的业务逻辑一般是不会变动的，在我们需要的时候可以不断的添加代理对象，或者修改代理类来实现业务的变更。

2、代理模式可以分为： 静态代理 优点：可以做到在不修改目标对象功能的前提下，对目标功能扩展 缺点：因为本来和代理类要实现统一的接口，所以会产生很多的代理类，类太多，一旦接口增加方法，目标对象和代理对象都要维护。 动态代理（JDK 代理/接口代理）代理对象，不需要实现接口，代理对象的生成，是利用 JDK 的 API，动态的在内存中构建代理对象，需要我们指定代理对象/目标对象实现的接口的类型。 Cglib 代理 特点: 在内存中构建一个子类对象，从而实现对目标对象功能的扩展。

3、使用场景： 修改代码的时候。不用随便去修改别人已经写好的代码，如果需要修改的话，可以通过代理的方式来扩展该方法。 隐藏某个类的时候，可以为其提供代理类 当我们要扩展某个类功能的时候，可以使用代理类 当一个类需要对不同的调用者提供不同的调用权限的时候，可以使用代理类来实现。 减少本类代码量的时候。 需要提升处理速度的时候。就比如我们在访问某个大型系统的时候，一次生成实例会耗费大量的时间，我们可以采用代理模式，当用来需要的时候才生成实例，这样就能提高访问的速度。

### 静态代理 ###

静态代理 - 指使用 AOP 框架提供的命令进行编译，从而在编译阶段就可生成 AOP 代理类，因此也称为编译时增强；

静态代理： 静态代理是在编译时就已经确定代理类和真实类的关系。代理类和真实类实现相同的接口，代理类持有真实类的引用，并在方法调用前后执行一些额外的操作。静态代理的缺点是需要为每个真实类编写一个代理类，当真实类的接口发生变化时，代理类也需要相应地修改。

![在这里插入图片描述][e88ddeeac860415787e7d69c3d931d73.png]

> 计划被代理的类Target.java

package com.tianju.book.jpa.staticProxy;
    
    /**
     * 计划被增强的类，被代理的类
     * 真实类
     */
    public class Target {
        
        public void add(){
        
            System.out.println(">>>>"+this.getClass().getName()+": 增加数据的方法");
        }
    
        public void delete(String id){
        
            System.out.println(">>>>"+this.getClass().getName()+": 删除数据的方法，传的参数="+id);
        }
    
    }

> 给Target.java做代理，增强他的功能

package com.tianju.book.jpa.staticProxy;
    
    /**
     * 静态代理：
     * 对target进行代理
     */
    public class ProxyTarget {
        
        private Target target; // 被代理的类
    
        public ProxyTarget(Target target) {
        
            this.target = target;
        }
    
        public void add(){
        
            System.out.println("执行增加之前做一些事情。。。");
            target.add();
            System.out.println("执行增加之后做一些事情。。。");
        }
    
        public void delete(String id){
        
            System.out.println("执行删除之前做一些事情。。。。");
            target.delete(id);
            System.out.println("执行删除之后做一些事情。。。。");
        }
    
    }

> 测试被代理之后的类

package com.tianju.book.jpa.staticProxy;
    
    /**
     * 测试静态代理
     */
    public class staticProxyTest {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 获得的是被增强之后的方法
            ProxyTarget proxyTarget = new ProxyTarget(new Target());
    
            System.out.println("##########执行被增强之后的add方法############");
            proxyTarget.add();
    
            System.out.println("##############执行被增强之前的delete方法##############");
            proxyTarget.delete("1314");
        }
    }

![在这里插入图片描述][1b38fab1a46a48fab902534fd2afde4a.png]

### 动态代理 ###

动态代理： 动态代理是在运行时动态生成代理类，无需为每个真实类编写一个代理类。

动态代理 - 在运行时在内存中“临时”生成 AOP 动态代理类，因此也被称为运行时增强。

#### Spring的cglib实现 ####

![在这里插入图片描述][ae89a6db4624490bb2f72393966f10ff.png]

> cglib包

![在这里插入图片描述][3021eed7997d4f3eb8636bbdf66349dc.png]

> 使用Spring的cglib实现动态代理

package com.tianju.book.jpa.staticProxy;
    
    
    import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer;
    import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
    import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;
    
    import java.lang.reflect.Method;
    
    /**
     * 动态代理的方法
     */
    public class DynamicProxyFactory {
        
        Target target = new Target();
    
        Target targetProxy = (Target) Enhancer.create(
                target.getClass(),
                new MethodInterceptor() {
        
                    @Override
                    public Object intercept(
                            Object o, Method method, Object[] objects,
                            MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        
                        System.out.println(o.getClass().getName());
                        System.out.println(method+"执行之前");
                        Object invoke = method.invoke(target, objects);
                        System.out.println(method+"执行之后");
                        return invoke;
                    }
                });
    }

> 进行测试

package com.tianju.book.jpa.staticProxy;
    
    /**
     * 动态代理的测试
     */
    public class DynamicProxyTest {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            DynamicProxyFactory dynamicProxyFactory = new DynamicProxyFactory();
            Target targetProxy = dynamicProxyFactory.targetProxy;
            System.out.println("################动态代理之前执行add方法############");
            targetProxy.add();
    
            System.out.println("################动态代理之后执行delete方法############");
            targetProxy.delete("5678");
    
        }
    }

![在这里插入图片描述][b4c4042f030b458399a5cbaccb47e55f.png]

#### java.lang.reflect包实现 ####

Java提供了java.lang.reflect包来支持动态代理。动态代理需要借助于接口和InvocationHandler接口实现。

动态代理通过InvocationHandler接口的invoke方法来拦截对真实对象方法的调用，并在调用前后执行一些额外的操作。动态代理可以在运行时动态地创建代理类，无需为每个真实类编写一个代理类，更加灵活和方便。

![在这里插入图片描述][cf88f4a7dc4f4d4e92a33f6d5dad8c29.png]

> 接口

package com.tianju.book.jpa.jdkProxy;
    
    /**
     * 接口
     */
    public interface USMode {
        
        void provoke();
    
        void wastewater(String water);
    }

> 接口的实现，要被代理的方法

package com.tianju.book.jpa.jdkProxy;
    
    /**
     * 真实类
     */
    public class American implements USMode{
        
        public void provoke() {
        
            System.out.println("美国provoke china");
        }
        public void wastewater(String water) {
        
            System.out.println("正在排放："+water);
        }
    }

> java的reflect进行代理并测试

package com.tianju.book.jpa.jdkProxy;
    
    import java.lang.reflect.InvocationHandler;
    import java.lang.reflect.Method;
    import java.lang.reflect.Proxy;
    import java.util.Arrays;
    
    public class Client {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            American american = new American();
            System.out.println("双亲委派 getClassLoader: "+
                    american.getClass().getClassLoader());
    
            USMode japan = (USMode) Proxy.newProxyInstance(
                    american.getClass().getClassLoader(),
                    american.getClass().getInterfaces(),
                    new InvocationHandler() {
        
                        @Override
                        public Object invoke(
                                Object proxy, Method method, Object[] args
                        ) throws Throwable {
        
                            System.out.println("被代理的方法："+method);
                            System.out.println("传的参数="+ Arrays.toString(args));
                            System.out.println("耗子尾汁，好好反思");
                            return method.invoke(american, args);
                        }
                    }
            );
    
            System.out.println("############动态代理1################");
            japan.provoke();
    
            System.out.println("############动态代理2################");
            japan.wastewater("太平洋");
        }
    }

![在这里插入图片描述][b2f84a6e2c484e0baee342c7c6cfd384.png]

## 面向切面编程AOP（Aspect Oriented Programming） ##

### AOP思想 ###

在软件开发中，分布于应用中多处的功能被称为**横切关注点(cross-cutting con-cerns)**。通常，这些横切关注点从概念上是与应用的业务逻辑相分离的（但是往往直接嵌入到应用的业务逻辑之中)。将这些**横切关注点与业务逻辑相分离正是面向切面编程(AOP)所要解决的**。

AOP为Aspect Oriented Programming，日志是应用切面的常见范例，但是它并不是切面适用的唯一场景。通览本书，我们还会看到切面所适用的多个场景，包括声明式事务、安全和缓存

切面实现了横切关注点（跨越多个应用对象的逻辑）的模块化

图4.1展现了一个被划分为模块的典型应用。每个模块的核心功能都是为特定业务领域提供服务，但是这些模块都需要类似的辅助功能，例如安全和事务管理。

![在这里插入图片描述][a916ea11a1c146d084720a8d7db2eb89.png]

继承与委托是最常见的实现重用通用功能的面向对象技术。但是，如果在整个应用中使用切面提供了取代继承和委托的另一种选择，而且在很多场景下更清晰简洁。在使用面向切面编程时，我们仍然在一个地方定义通用功能，但是我们可以通过声明的方式定义这个功能以何种方式在何处应用，而无需修改受影响的类。横切关注点可以被模块化为特殊的类，这些类被称为切面。

这样做有两个好处：

首先，每个关注点现在都只集中于一处，而不是分散到多处代码中；

其次，服务模块更简洁，因为它们只包含主要关注点（或核心功能）的代码，而次要关注点的代码被转移到切面中了。

在一个或多个连接点上，可以将切面的功能（通知)织入到程序的执行过程中

![在这里插入图片描述][c3e91b8171ce4bd4b1e7bb693ed5b50c.png]

### AOP相关术语 ###

#### 通知(Advice) ####

当抄表员出现在我们家门口时，他们要登记用电量并回去向电力公司报告。显然，他们必须有一份需要抄表的住户清单，他们所汇报的信息也很重要。但是记录用电量才是抄表员的主要工作。

类似地，切面也有目标一它必须要完成的工作。在AOP术语中，切面的工作被称为通知。

通知定义了切面是什么以及何时使用。除了描述切面要完成的工作，通知还解决了何时执行这个工作的问题。它应该应用于某个方法被调用之前？之后？之前和之后？还是只在方法抛出异常时？

![在这里插入图片描述][a84addb07db34ea4937fe3bcc8cda641.png]

#### 连接点(Joinpoint) ####

电力公司为多个住户提供服务，甚至可能是整个城市。每家都有一个电表，因此每家都是抄表员的潜在目标。抄表员也许能够读取各种类型的设备，但是为了完成他的工作，他需要针对房屋内所安装的电表。

同样，我们的应用可能也需要对数以千计的时机应用通知。这些时机被称为连接点。连接点是在应用执行过程中能够插入切面的一个点。这个点可以是调用方法时、抛出异常时、甚至修改一个字段时。切面代码可以利用这些点插人到应用的正常流程之中，并添加新的行为。

#### 切点(Poincut) ####

让每一位抄表员都去访问电力公司所服务的所有房屋，这是不现实的。实际上，电力公司为每一位抄表员都分别指定某一块区域的房屋。类似地，一个切面并不需要通知应用的所有连接点。切点有助于缩小切面所通知连接点的范围。

如果通知定义了切面的“什么”和“何时”，那么切点就定义了“何处”。切点的定义会匹配通知所要织入的一个或多个连接点。我们通常使用明确的类和方法名称来指定这些切点，或是利用正则表达式定义匹配的类和方法名称模式来指定这些切点。有些AOP框架允许我们创建动态的切点，可以根据运行时的决策（比如方法的参数值）来决定是否应用通知。

#### 切面(Aspect) ####

当抄表员开始一天的工作时，他知道自己要做的事情（报告用电量）和从那些房屋收集信息。因此，他知道要完成工作所需要的一切东西。

切面是通知和切点的结合。通知和切点共同定义了关于切面的全部内容一它是什么，在何时和何处完成其功能。

#### 引入(Introduction) ####

引人允许我们向现有的类添加新方法或属性。例如，我们可以创建一个Auditable通知类，该类记录了对象最后一次修改时的状态。这很简单，只需一种方法，setLastModified(Date),和一个实例变量来保存这个状态。然后，这个新方法  
和实例变量就可以被引人到现有的类中。从而可以在无需修改这些现有的类的情况下，让它们具有新的行为和状态。

#### 织入(Veaving) ####

织入是将切面应用到目标对象来创建新的代理对象的过程。切面在指定的连接点被织人到目标对象中。在目标对象的生命周期里有多个点可以进行织人。

*  编译期一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。
 *  类加载期一切面在目标类加栽到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LTW(load-time weaving)就支持以这种方式织入切面。
 *  运行期一切面在应用运行的某个时刻被织入。一般情况下，在织入切面时，AOP客器会为目标对象动态地创建一个代理对象。**Spring AOP就是以这种方式织入切面的。**

![在这里插入图片描述][c3e91b8171ce4bd4b1e7bb693ed5b50c.png]

## AOP的应用 ##

日志是应用切面的常见范例，但是它并不是切面适用的唯一场景。通览本书，我们还会看到切面所适用的多个场景，包括声明式事务、安全和缓存

### spring核心容器 ###

[Spring基础（核心容器）——从配置文件到注解开发 & 创建对象+成员变量赋值IOC & 增强方法AOP][Spring_ _ _IOC _ _AOP]

![在这里插入图片描述][4182af6ce19e4335a9ccde9bf0b53b64.png]

### 切入点表达式 ###

切入点使用切入点表达式指定哪些方法是目标方法。切入点表达式有多种类型，最常用的是execution，此外还有@target、@annotation等.

\*\*\*\*execution\*\*\*\*用来描述目标方法的签名，由6个部分组成：

![在这里插入图片描述][8cc428a1bd6f4bcd9f902ae116d45a45.png]

访问修饰符 返回值类型 类.方法名(参数列表) 异常声明

除了返回值类型、方法名、参数列表这三部分不可省略外，其余部分都可省略

各部分常用写法如下：

访问修饰符：一般省略，表示任意，但受代理方式的限制（CGLIB对private方法无效）

返回值类型：\* 表示任意

类的包：包全名、前缀\* 、…（某包和其子孙包）

类的类名： 类名、前缀\*、\*

方法名： 方法名、前缀\*、\*

参数列表： … 表示任意

异常声明：一般省略，表示任意

示例：

execution(* com.tianju.aop.MyTarget.show(..))   MyTarget的所有show方法,show方法有重载
    
    execution(* com.tianju.aop.*.*(..))   aop包下所有类的所有方法
    
    execution(* com.tianju.aop..*.*(..))   aop包和其子孙包下所有类的所有方法
    
    execution(* com.tianju.aop.*.find*(..))   aop包下所有类的以find开头的方法

通知方法不会被自己或其他通知增强，同一个目标对象中的方法相互调用时，被调用的方法这次调用不会被增强（被其他对象的方法调用时会被增强）

**@target**描述了标注了某注解的类的所有方法

比如@target(com.tianju.aop.MyAnnotation)表示标注了MyAnnotation注解的类的所有方法

**@annotation**描述了标注了某注解的方法

比如@annotation(com.tianju.aop.MyAnnotation2)表示标注了MyAnnotation2注解的所有方法

特别的，切入点表达式还可使用 && || ! 进行逻辑运算。比如@target(com.tianju.aop.MyAnnotation) && execution(\* com.tianju.aop.*.*(…)) 表示标注了MyAnnotation注解的类的所有方法和aop包下所有类的方法的交集

（注意&在xml中需要写成&）

### 记录日志 ###

记录日志，用增强方法，要点：

*  0.是增强类 @Aspect，在容器中 @Component
 *  1.给谁做增强，
 *  2.怎么增强，@before @after @afterReturning @afterThrowing

![在这里插入图片描述][696979baa76e481bad1688d4240f0cf7.png]

> LoggingAsp.java文件，给controller层做增强

package com.tianju.aop;
    
    import com.tianju.entity.User;
    import lombok.Data;
    import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
    import org.aspectj.lang.JoinPoint;
    import org.aspectj.lang.annotation.Before;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.stereotype.Component;
    import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
    
    import javax.servlet.http.HttpSession;
    import java.util.Arrays;
    import java.util.Date;
    /**
     * 记录日志，用增强方法，
     * 要点：
     * 0.是增强类 @Aspect，在容器中 @Component
     * 1.给谁做增强，
     * 2.怎么增强，@before @after @afterReturning @afterThrowing
     */
    
    /**
     * @Component 在容器中
     * @Aspect 是增强方法
     * @Before("@within(org.springframework.stereotype.Controller)") 给controller层增强
     */
    @Component
    @Aspect
    @Slf4j // 用lombok.extern.slf4j.Slf4j;
    public class LoggingAsp {
        
        @Autowired // session也在容器里，所以直接可以注入
        private HttpSession session;
    
        // 给所有标注了@Controller注解的方法做增强
        @Before("@within(org.springframework.stereotype.Controller)")
        public void log(JoinPoint joinPoint){
        
            String className = joinPoint.getTarget().getClass().getSimpleName(); // 获取类名
            String methodName = joinPoint.getSignature().getName(); // 获取方法名
            Object[] args = joinPoint.getArgs(); // 获取传的参数
            // 获取当前登陆的人，从session中获取
            User user = (User) session.getAttribute("user");
            String username = (user==null)?"未登录人员":user.getUsername();
            log.info("{}访问了{}类的{}方法，传的参数为{}",
                    new Date() + username,className,methodName, Arrays.toString(args));
        }
    }

### 进行日志的配置 ###

![在这里插入图片描述][51e7f08eae404c67bacd6694aa3cf5be.png]

# 日志的相关配置
    logging:
      file:
        name: D:\\620\\log\\community.log
      level:
        org.springframework.web: debug
        com.tianju: debug
        org.springframework.jdbc.support.JdbcTransactionManager: debug

--------------------

## 总结 ##

![在这里插入图片描述][d8c2274a631a4adcbb229f8131eb467b.png]

[013bedac53684e94bb0992f7812e8a41.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/013bedac53684e94bb0992f7812e8a41.png
[e88ddeeac860415787e7d69c3d931d73.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/e88ddeeac860415787e7d69c3d931d73.png
[1b38fab1a46a48fab902534fd2afde4a.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/1b38fab1a46a48fab902534fd2afde4a.png
[ae89a6db4624490bb2f72393966f10ff.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/ae89a6db4624490bb2f72393966f10ff.png
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