Spring AOP的理解
目录
AOP是什么
Spring AOP的实现原理
Spring AOP的使用-基于@AspectJ的配置
3.1 声明切面
3.2 声明切入点
3.3 声明通知
3.3.1 前置通知
3.3.2 后置通知
3.3.3 环绕通知
3.3.4 引入通知
基于XML Schema的配置
总结，直接背
1. AOP是什么
AOP是一种编程范式，它的目的是通过分离横切关注点来提升代码的模块化程度。所谓关注点就是一段特定的功能，有些关注点出现在多个模块中，就成为横切关注点。
AOP解决了两个问题：第一是代码混乱，核心的业务逻辑代码还必须兼顾其他功能，这就导致不同功能的代码交织在一起，可读性很差；第二是代码分散，同一个功能的代码分散在多个模块中，不易维护。
在AOP中有几个重要的概念：
| 概念 | 说明 |
| 切面（aspect） | 按关注点进行模块分解时，横切关注点就表示为一个切面 |
| 连接点（join point） | 程序执行的某一刻，在这个点上可以添加额外的动作 |
| 通知（advice） | 切面在特定连接点上执行的动作 |
| 切入点（pointcut） | 切入点是用来描述连接点的，它决定了当前代码与连接点是否匹配 |
通过切入点来匹配程序中的特定连接点，在这些连接点上执行通知，这种通知可以是在连接点前后执行，也可以是将连接点包围起来。
此外，声明式事务就是依靠AOP来实现的，Spring还为我们提供了简单的方式来使用AOP，可以选择基于注解或XML的方式来配置AOP相关的功能。
2. Spring AOP的实现原理
Spring AOP背后的核心技术是动态代理技术。代理模式是23中经典设计模式之一，我们可以为某个对象提供一个代理，控制对该对象的访问，代理可以在两个有调用关系的对象之间起到中介的作用——代理封装了目标对象，调用者调用了代理的方法，代理再去调用实际的目标对象。如图：
动态代理就是在运行时动态地为对象创建代理的技术。在Spring中，由AOP框架创建、用来实现切面的对象被称为AOP代理，一般采用JDK动态代理或者是CGLIB代理，两者在使用时的区别如下：
| 必须要实现接口 | 支持拦截public方法 | 支持拦截protected方法 | 拦截默认作用域方法 | |
| JDK动态代理 | 是 | 是 | 否 | 否 |
| CGLIB代理 | 否 | 是 | 是 | 是 |
Spring容器在为Bean注入依赖时，会自动将被依赖Bean的AOP代理注入进来，这就让我们感觉是在使用原始的Bean，其实不然。被切面拦截的对象称为目标对象或通知对象，因为Spring用了动态代理，所以目标对象就是要被代理的对象。
以JDK动态代理为例，假设我们希望在代码示例的方法执行前后增加两句日志，可以采用下面这套代码，
2-1 要被动态代理的Hello接口及其实现片段
public interface Hello {void say();}public class SpringHello implements Hello {@Overridepublic void say() {System.out.println("Hello Spring!");}}
随后设计一个InvocationHandler，于是对代理对象的调用都会转为调用invoke方法，传入的参数中就包含了所调用的方法和实际的参数。
2-2 在Hello.say()前后打印日志的InvocationHandler
public class LogHandler implements InvocationHandler {private Hello source;public LogHander(Hello source) {this.source = source;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {System.out.println("Ready to say something.");try{return method.invoke(source, args);} finally {System.out.println("Already say something.");}}}
最后，在通过Proxy.newProxyInstance()为Hello实现类的Bean实例创建使用LogHandler的代理，如2-3 创建JDK动态代理并调用方法
public class Application {public static void main(String[] args) {Hello original = new SpringHello();Hello target = (Hello) Proxy.newProxyInstance(Hello.class.getClassLoader(),original.getClass().getInterfaces(), new LogHandler(original));target.say();}}
这段代码的运行结果如下：
Ready to say something.Hello Spring!Already say something.
Spring AOP的实现方式与上述例子大同小异，如果深究可以阅读proxyFactoryBean的源码，若是采用JDK动态代理，AopProxyFactory会创建JdkDynamicAopProxy；若是采用CGLIB代理，则是创建ObjenesisCglibAopProxy，前者的逻辑就和上述的例子差不多。
另外在Spring AOP中，为了能用到被AOP增强过的方法，我们应该始终与代理对象交互。如果存在一个类的内部方法调用，这个调用的对象不是代理，而是其本身，则无法享受AOP增强的效果。
比如下面这个类中的foo()方法调用了bar()，哪怕Spring AOP对bar()做了拦截，由于调用的不是代理对象，因而看不到任何效果。
public class Hello {public void foo() {bar();}public void bar() {...}}
实际项目中这也可能会引起事务失效。
3. Spring AOP的使用-基于@AspectJ的配置
首先要引入org.springframework:spring-aspects依赖，然后通过@EnableAspectJAutoProxy注解或XML配置开启对@AspectJ的支持。
另外Spring Boot的自动配置中的AopAutoConfiguration类已经帮助我们默认开启了对@AspectJ的支持。
Spring 5.x默认JDK动态代理；Spring Boot 2.x默认CGLIB代理。二者的主要区别是JDK动态代理只能代理接口，而后者没有这个限制。
JKD动态代理与CGLIB代理的区别：
| 必须要实现接口 | 支持拦截public方法 | 支持拦截protected方法 | 拦截默认作用域方法 | |
| JDK动态代理 | 是 | 是 | 否 | 否 |
| CGLIB代理 | 否（比如支持将代理对象赋值给实现类） | 是 | 是 | 是 |
虽然CGLIB支持拦截非public作用域的方法调用，但在不同对象之间交互时，建议还是以public方法调用为主。
3.1 声明切面
只需要在类上面添加@Aspect注解即可。
注意：
- 添加@Aspect注解只是告诉Spring“这个类是切面”，但并没有把它声明为Bean，因此需要另外配置为Bean。
- Spring Framework会对带有@Aspect注解的类做特殊对待，因为其本身就是一个切面，所以不会被别的切面自动拦截。
3.2 声明切入点
注解方式的切入点声明由两部分组成——切入点表达式和切入点方法签名。前者用来描述要匹配的连接点，后者可以用来引用切入点，方便切入点的复用，一些简单的切入点声明如下所示：
package learning.spring.helloworld;public class HelloPointcut {@Pointcut("target(learning.spring.helloworld.Hello)")public void helloType() {} // 目标对象是learning.spring.helloworld.Hello类型@Pointcut("execution(public * say())")public void sayOperation() {} // 执行public的say()方法@Pointcut("helloType() && sayOperation()") // 复用其他切入点public void sayHello() {} // 执行Hello类型中public的say()方法}
@Pointcut注解中使用的就是AspectJ 5的表达式，其中一些常用的PCD（pointcut designator，切入点标识符）如下所示：
| PCD | 说明 |
| execution | 最常用的一个PCD，用来匹配特定方法的执行 |
| within | 匹配特定范围内的类型，可以用通配符来匹配某个Java包内的所有类 |
| this | 略 |
| target | 略 |
| args | 略 |
| bean | 略 |
另外还有针对注解的PCD：
| PCD | 说明 |
| @target | 执行的目标对象带有特定类型注解 |
| @args | 传入的方法参数带有特定类型注解 |
| @annotation | 拦截的方法上带有特定类型注解 |
| @within | 比较特殊，下面详细说 |
因此我们可以通过配合自定义注解，灵活的实现定义切入点，比如先定义一个注解learning.spring.helloworld.Log，然后使用如下切入点：
public class LogAspect {@Pointcut("@within(learning.spring.helloworld.Log) ||@annotation(learning.spring.helloworld.Log)")public void logPoint() {}}
表示拦截在类和方法上添加了@Log注解的所有方法，也可以看出切入点表达式支持&&、||、!。
关于@within：
Spring AOP虽然使用了AspectJ 5的切入点表达式，也共用了不少AspectJ的PCD，但其实两者还是有区别的。比如，Spring AOP 中仅支持有限的PCD，AspectJ中还有很多PCD是Spring AOP不支持的。
由于Spring AOP的实现基于动态代理，因而只能匹配普通方法的执行，像静态初始化、静态方法、构造方法、属性赋值等操作都是拦截不到的。所以说相比AspectJ而言，Spring AOP的功能弱很多，但在大部分场景下也基本够用。
在Spring AOP中，@target与 @within两者在使用上感受不到什么区别。前者要求运行时的目标对象带有注解，这个注解的@Retention是 RetentionPolicy.RUNTIME，即运行时的；后者要求被拦截的类上带有Retention是RetentionPolicy.CLASS 的注解。但Spring AOP只能拦截到非静态public方法的执行，两个PCD的效果一样，所以还是老老实实用@target 吧。
关于Spring AOP 中@target与 within的差异，StackOverflow上有一篇名为“Difference between @target and @witia(Spring AOP)”的文章说得比较清楚，感兴趣的同学可以参考。
（至于为什么上面示例我写的是@within，因为项目里就是用的这个。。。不过结合上面Spring和Spring Boot关于默认代理模式的不同，猜想也可能和这个有关系。）
3.3 声明通知
3.3.1 前置通知
@Before注解，注解中可以引用实现定义好的切入点，也可以直接传入一个切入点表达式（几个通知都一样），在被拦截到的方法开始执行前，会先执行通知中的代码：
@Aspectpublic class BeforeAspect {@Before("learning.spring.helloworld.HelloPointcut.sayHello()")public void before() {System.out.println("Before Advice");}}
前置通知的方法没有返回值，因为它在被拦截的方法前执行，就算有返回值也没地方使用，但是它可以对被拦截方法的参数进行加工，通过args这个PCD能明确参数，并将其绑定到前置通知方法的参数上。例如，要在sayHello(AtomicInteger)这个方法前对AtomicInteger类型的参数进行数值调整，就可以这样做：
@Before("learning.spring.helloworld.HelloPointcut.sayHello() && args(count)")public void before(AtomicInteger count) {// 操作count}
要是同时存在多个通知作用于同一处，可以让切面类实现Ordered接口，或者在上面添加@Order注解。指定的值越低，优先级则越高。（几个通知都一样）
3.3.2 后置通知
@AfterReturing注解用于拦截正常返回的调用，可以有返回值，使用returning属性获得，就暂时不举例了。
@AfterThrowing注解拦截抛出异常的调用，可以有返回值，使用throwing属性获得。
@After注解不关注执行是否成功，必须要能够处理正常与异常两种情况，但获取不到返回值，因此一般只被用来做一些资源清理的工作。
3.3.3 环绕通知
环绕通知的功能比较强大，不仅可以在方法执行前后加入自己的逻辑，甚至可以完全替换方法本身的逻辑，或者替换调用参数。我们可以添加@Around注解来声明环绕通知，这个方法的签名需要特别注意，它的第一个参数必须是ProceedingJoinPoint类型的，方法的返回类型是被拦截方法的返回类型，或者直接用Object类型。
例如，我们希望统计say()方法的执行时间，可以如下声明环绕通知：
@Aspectpublic class TimerAspect {@Around("execution(public * say(...))")public Object recordTime(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {long start = System.currentTimeMillis();try{return pjp.proceed();} finally {long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("Total time: " + (end - start) + "ms");}}}
实际项目中做个性化日志处理一般也是用环绕通知，可以通过ProceedingJoinPoint对象得到被拦截的类名、方法名等信息。
3.3.4 引入通知
不太常用，暂时先略过
4. 基于XML Schema的配置
需要配置XML、实现不同的接口，现在一般不用这种方式，就略过吧。
5. 总结，直接背
AOP是一种编程范式，它的目的是通过分离横切关注点来提升代码的模块化程度。所谓关注点就是一段特定的功能，有些关注点出现在多个模块中，就成为横切关注点。
AOP解决了两个问题：第一是代码混乱，核心的业务逻辑代码还必须兼顾其他功能，这就导致不同功能的代码交织在一起，可读性很差；第二是代码分散，同一个功能的代码分散在多个模块中，不易维护。
在AOP中有几个重要的概念：切面、连接点、 通知、切入点。
它们之间的联系是：通过切入点来匹配程序中的特定连接点，在这些连接点上执行通知，这种通知可以是在连接点前后执行，也可以是将连接点包围起来。
此外，声明式事务就是依靠AOP来实现的，Spring还为我们提供了简单的方式来使用AOP，可以选择基于注解或XML的方式来配置AOP相关的功能。
Spring AOP背后的核心技术是动态代理技术，动态代理就是在运行时动态地为对象创建代理的技术。Spring容器在为Bean注入依赖时，会自动将被依赖Bean的AOP代理注入进来，被切面拦截的对象称为目标对象，因为Spring用了动态代理，所以目标对象就是要被代理的对象。
代理对象底层是通过AopProxyFactory生成的，如果是采用JDK动态代理，AopProxyFactory会创建JdkDynamicAopProxy；如果是CGLIB代理，则是创建ObjenesisCglibAopProxy。
JDK动态代理织入AOP切面的原理是InvocationHandler接口，里面的invoke方法的入参中就包含了所调用的方法和实际的参数。
在项目中AOP用到最多的就是日志，可以通过先声明切面，然后在切面类里面声明切入点和通知，切入点也可以先定义自定义注解，然后拦截所有用这个日志注解标记的类和方法。
零散点：
- 由于AOP的原理是动态代理，所以如果存在一个类的内部方法调用，这个调用的对象不是代理，而是其本身，则无法享受AOP增强的效果。
- Spring 5.x默认JDK动态代理；Spring Boot 2.x默认CGLIB代理。二者的主要区别是JDK动态代理只能代理接口，而后者没有这个限制。
- 环绕通知的功能比较强大，不仅可以在方法执行前后加入自己的逻辑，甚至可以完全替换方法本身的逻辑，或者替换调用参数。它的第一个参数必须是ProceedingJoinPoint类型的，方法的返回类型是被拦截方法的返回类型，或者直接用Object类型。可以通过ProceedingJoinPoint对象得到被拦截的类名、方法名等信息。
- 事务失效的场景：数据库不支持事务；事务没有被Spring管理；是通过内部调用；JDK动态代理时访问权限不是public、CGLIB代理时访问权限不是public或protect；异常然后外层被try包住。
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