Spring 面向切面编程(AOP)

面向切面编程(Aspect Oriented Programming/AOP)是Spring框架核心技术之一。

面向切面编程的主要作用是,在不修改源代码的情况下,可以给目标类打补丁,让其执行补丁中的代码。

例如,用户类中有个登录方法,现在需要加用户登录日志。使用AOP就不需要修改用户登录方法,只需把日志代码注入到用户登录方法前后,让其执行。日志代码就是“切面”,插入代码的地方(用户类的登录方法)就是“连接点”。

面向切面编程概念

先介绍一些AOP的概念

  • 切面(Aspect) – 一些横跨多个类的公共模块,如日志、安全、事务等。简单地说,日志模块就是一个切面。
  • 连接点(Joint Point) – 目标类中插入代码的地方。连接点可以是方法、异常、字段,连接点处的切面代码会在方法执行、异常抛出、字段修改时触发执行。
  • 建议(Advice) – 在连接点插入的实际代码(即切面的方法),有5种不同类型(后面介绍)。
  • 切点(Pointcut) – 定义了连接点的条件,一般通过正则表达式。例如,可以定义所有以loadUser开头的方法作为连接点,插入日志代码。

建议类型

  • before – 在方法之前运行建议(插入的代码)
  • after – 不管方法是否成功执行,在方法之后运行插入建议(插入的代码)
  • after-returning – 当方法执行成功,在方法之后运行建议(插入的代码)
  • after-throwing – 仅在方法抛出异常后运行建议(插入的代码)
  • around – 在方法被调用之前和之后运行建议(插入的代码)

实现

与Bean配置一样,切面也需要配置,然后由Spring容器加载。切面配置可以使用XML,或者使用“AspectJ”语法,“AspectJ”语法使用Java代码实现切面配置。

为更深理解AOP,下面实现一个日志切面的例子,例子使用XML配置。

User类

一个简单的用户类,是日志切面插入的目标类。用户类实现了几个不同的方法,这些方法会作为连接点。

User.java

public class User {
  private Integer id;
  private String name;

  public void setId(Integer id) {
    this.id = id;
  }

  public Integer getId() {
    System.out.println("Id: " + id);
    return id;
  }

  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }

  public String getName() {
    System.out.println("Name: " + name );
    return name;
  }

  public void printThrowException(){
    System.out.println("Exception raised");
    throw new IllegalArgumentException();
  }
}

切面 – Logging

日志切面类,定义了要插入目标类执行的方法。

Logging.java

public class Logging {
  public void beforeAdvice(){
    System.out.println("Before Advice");
  }

  public void afterAdvice(){
    System.out.println("After Advice");
  }

  public void afterReturningAdvice(Object retVal){
    System.out.println("After Advice Executed Successfully ... Returning: " + retVal.toString() );
  }

  public void AfterThrowingAdvice(IllegalArgumentException ex){
    System.out.println("There has been an exception when executing the advice: " + ex.toString());
  }
}

retVal是目标类连接点(方法)返回的值。例如,如果连接点是User类的getName()方法,该方法返回用户名称,那么retVal将被赋值用户名称。

配置

本例使用XML配置切面。

首先定义切面类的Bean,然后切面定义中引用该Bean。

切面定义中,会指明切点、插入的代码(建议),以及插入的代码怎么执行(建议类型)。

下面的示例定义了一个名为UserAllMethod的切点,使用expression="execution(* User.*(..))"匹配User类中的所有方法作为连接点。

如果想指定特定方法作为连接点,可使用execution(* User.getName(..))

示例:beans.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
    xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
    xsi:schemaLocation="
    http://www.springframework.org/schema/beans
    http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
    http://www.springframework.org/schema/context
    http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.0.xsd
    http://www.springframework.org/schema/aop
    http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd ">

  <aop:config>
    <!-- Aspect -->
    <aop:aspect id="loggingAspect" ref="logging">

      <!-- Pointcut -->
      <aop:pointcut id="UserAllMethods" expression="execution(* User.*(..))"/>

      <!-- Advice(s) -->
      <aop:before pointcut-ref="UserAllMethods" method="beforeAdvice"/>
      <aop:after  pointcut-ref="UserAllMethods" method="afterAdvice"/>
      <aop:after-returning pointcut-ref="UserAllMethods" returning="retVal" method="afterReturningAdvice"/>
      <aop:after-throwing  pointcut-ref="UserAllMethods" throwing="ex" method="AfterThrowingAdvice"/>
    </aop:aspect>
  </aop:config>

  <!-- The user bean -->
  <bean id="user" class="User">
      <property name="name" value="隔壁老王" />
      <property name="id" value="99"/>
  </bean>

  <!-- logging 切面定义 -->
  <bean id="logging" class="Logging"/>
</beans>

确保已经添加了依赖的JAR包,我们使用Maven,pom.xml中添加依赖:

<dependency>
  <groupId>org.springframework</groupId>
  <artifactId>spring-aop</artifactId>
  <version>${springframework.version}</version>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>org.aspectj</groupId>
  <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
  <version>1.8.10</version>
</dependency>

测试切面

在main类中调用用户类的方法,查看切面是否被执行:

Test.java

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");

    User user = (User) context.getBean("user"); 
    user.getName();
    user.printThrowException();
  }
}


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