Spring AOP【AOP的基本实现与动态代理JDK Proxy 和 CGLIB区别】

🍎一. Spring AOP

🍒1.1 什么是Spring AOP

在介绍 Spring AOP 之前⾸先要了解⼀下什么是 AOP

AOPAspect Oriented Programming
面向切⾯编程它是⼀种思想它是对某⼀类事情的集中处理。

⽐如⽤户登录权限的效验没学 AOP 之前我们所有需要判断⽤户登录的⻚⾯中的⽅法都要各⾃实现或调⽤⽤户验证的⽅法然⽽有了 AOP 之后我们只需要在某⼀处配置⼀下所有需要判断⽤户登录⻚⾯中的⽅法就全部可以实现⽤户登录验证了不再需要每个⽅法中都写相同的⽤户登录验证了

⽽ AOP 是⼀种思想⽽ Spring AOP 是⼀个框架提供了⼀种对 AOP 思想的实现它们的关系和IoC 与 DI 类似

🍒1.2 Spring AOP的作用

我们之前的处理⽅式是每个 Controller 都要写⼀遍⽤户登录验证然⽽当你的功能越来越多那么你要写的登录验证也越来越多⽽这些⽅法⼜是相同的这么多的⽅法就会代码修改和维护的成本。那有没有简单的处理⽅案呢答案是有的对于这种功能统⼀且使⽤的地⽅较多的功能就可以考虑 AOP来统⼀处理了

除了统⼀的⽤户登录判断之外AOP 还可以实现
● 统⼀日志记录

● 统⼀方法执⾏时间统计

● 统⼀的返回格式设置

● 统⼀的异常处理

● 事务的开启和提交等

也就是说使⽤ AOP 可以扩充多个对象的某个能⼒所以 AOP 可以说是 OOPObject OrientedProgramming)⾯向对象编程,的补充和完善

🍒1.3 AOP的组成

🍉1.3.1 切面Aspect

切⾯Aspect由切点Pointcut和通知Advice组成它既包含了横切逻辑的定义也包括了连接点的定义

切⾯是包含了通知、切点和切⾯的类相当于 AOP 实现的某个功能的集合

🍉1.3.2 连接点Join Point

应⽤执⾏过程中能够插⼊切⾯的⼀个点这个点可以是⽅法调⽤时抛出异常时甚⾄修改字段时。切⾯代码可以利⽤这些点插⼊到应⽤的正常流程之中并添加新的⾏为,相当于我们的(客户端)

连接点相当于需要被增强的某个 AOP 功能的所有⽅法

🍉1.3.3 切点Pointcut

Pointcut 是匹配 Join Point 的谓词
Pointcut 的作⽤就是提供⼀组规则使⽤ AspectJ pointcut expression language 来描述来匹配 Join Point给满⾜规则的 Join Point 添加 Advice

切点相当于保存了众多连接点的⼀个集合如果把切点看成⼀个表⽽连接点就是表中⼀条⼀条的数据

🍉1.3.4 通知Advice

切⾯也是有⽬标的 ——它必须完成的⼯作。在 AOP 术语中切⾯的⼯作被称之为通知
通知定义了切⾯是什么何时使⽤其描述了切⾯要完成的⼯作还解决何时执⾏这个⼯作的问题

Spring 切⾯类中可以在⽅法上使⽤以下注解会设置⽅法为通知⽅法在满⾜条件后会通知本⽅法进⾏调⽤:

● 前置通知使⽤ @Before通知⽅法会在⽬标⽅法调⽤之前执⾏

● 后置通知使⽤ @After通知⽅法会在⽬标⽅法返回或者抛出异常后调⽤

● 返回之后通知使⽤ @AfterReturning通知⽅法会在⽬标⽅法返回后调⽤

● 抛异常后通知使⽤ @AfterThrowing通知⽅法会在⽬标⽅法抛出异常后调⽤

● 环绕通知使⽤ @Around通知包裹了被通知的⽅法在被通知的⽅法通知之前和调⽤之后执⾏⾃定义的⾏为

🍎二.Spring AOP的基本实现

AOP 整个组成部分的概念如下图所示以多个⻚⾯都要访问⽤户登录权限为例

接下来我们使⽤ Spring AOP 来实现⼀下 AOP 的功能完成的⽬标是拦截所有 UserController ⾥⾯的⽅法每次调⽤ UserController 中任意⼀个⽅法时都执⾏相应的通知事件

Spring AOP 的实现步骤如下

1. 添加 Spring AOP 框架⽀持
2. 定义切⾯和切点
3. 定义通知

🍒2.1 添加 Spring AOP 框架⽀持

在 pom.xml 中添加如下配置

<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>

🍒2.2 定义切面和切点

🍉2.2.1创建切面和切点

切点指的是具体要处理的某⼀类问题⽐如⽤户登录权限验证就是⼀个具体的问题记录所有⽅法的执⾏⽇志就是⼀个具体的问题切点定义的是某⼀类问题

Spring AOP 切点的定义如下在切点中我们要定义拦截的规则具体实现如下:

package com.example.demo.aop;

import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.*;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.StopWatch;

@Aspect //当前类是一个切面
@Component
public class UserAspect {

    // 定义一个切点 (设置拦截规则)
    @Pointcut("execution(* com.example.demo.controller.UserController.*(..))")
    public void pointcut(){
    }

🍉2.2.2 切点的表达式说明

AspectJ ⽀持三种通配符:

(*) 匹配任意字符只匹配⼀个元素包类或⽅法⽅法参数
(…) 匹配任意字符可以匹配多个元素 在表示类时必须和 * 联合使⽤。
(+) 表示按照类型匹配指定类的所有类必须跟在类名后⾯如 com.cad.Car+ ,表示继承该类的所有⼦类包括本身

切点表达式由切点函数组成其中 execution() 是最常⽤的切点函数⽤来匹配⽅法语法为
切点表达式说明**execution(<修饰符><返回类型><包.类.⽅法(参数)><异常>)**

其中权限修饰符与异常项一般省略返回类型方法以及参数不可省略其他项可以省略

● 权限修饰符(省略)
填写权限修饰符就只会匹配相应修饰符修饰的方法省略权限不作为限制所有权限修饰符的方法都会匹配

● 返回类型必须参数不可省略
填写具体返回类型就匹配相应返回类型的方法
*表示匹配所有返回值类型的方法

● 包类一般情况下要有但是可以省略
填写包和类就只匹配你所规定的包或类
*表示匹配某目录下所有的包或者类
+作用在类上匹配该类以及继承该类的所有子类

● 方法表示需要匹配方法的名字参数表示需要匹配参数列表的类型不可省略
指定方法名和参数列表就只匹配你所限定的方法
*可以作用在方法匹配字段上表示匹配某类中所有的方法
…可以作用在参数列表上对参数列表类型不做限制

异常(省略):可以匹配抛出指定异常的方法该参数一般省略

表达式示例:
要记得放回类型 * 要与包名有一个空格

表达式	说明
execution(* com.cad.demo.User.*(…))	匹配 User 类⾥的所有⽅法
execution(* com.cad.demo.User+.*(…))	匹配该类的⼦类包括该类的所有⽅法
execution(* com.cad..(…))	匹配 com.cad 包下的所有类的所有⽅法
execution(* com.cad….(…))	匹配 com.cad 包下、⼦孙包下所有类的所有⽅法
execution(* addUser(String, int))	匹配 addUser ⽅法且第⼀个参数类型是 String第⼆个参数类型是 int

🍒2.3 自定义相关通知

我们先实现切面定义在的类

@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {
    @RequestMapping("/sayhi")
    public String sayHi(){
        System.out.println("你好,世界!");
        return "你好,世界!";
    }
}

🍉2.3.1 前置通知 (@Before)

 // 定义通知
    @Before("pointcut()")
    public void doBefire(){
        System.out.println("前置通知:被执行了");
    }

我们可以看到前置通知是能在实现方法前先打印在控制台

🍉2.3.2 后置通知 (@After)

    @After("pointcut()")
    public void doAfter(){
        System.out.println("后置通知:被执行了");
    }

🍉2.3.3 返回之后通知 (@AfterReturning)

    @AfterReturning("pointcut()")
    public void doAfterReturning(){
        System.out.println("执行了AfterReturning方法");
    }

我们可以看到返回之后通知实在后置通知之后的

🍉2.3.4 抛异常后通知 (@AfterThrowing)

我们来实现一个抛出异常错误的方法

 @RequestMapping("/sayhi")
    public String sayHi(){
        System.out.println("你好,世界!");
        int num = 10 / 0;
        return "你好,世界!";

    }

    @AfterThrowing("pointcut()")
    public void doAfterThrowing(){
        System.out.println("执行了AfterThrowing方法");
    }

🍉2.3.5 环绕通知 (@Around)

我们来通过环绕通知实现一个统计方法执行的时间通知的功能
这个使用System.currentTimeMillis()方法统计的时间不够准确

    @Around("pointcut()")
    public Object doAround(ProceedingJoinPoint joinPoint){
        Object obj = null;
         Long start = System.currentTimeMillis();
         Long end = 0l;
        System.out.println("Around ⽅法开始执⾏");
        try {
            // 执⾏拦截⽅法
            obj = joinPoint.proceed();
        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Around ⽅法结束执⾏");
        System.out.println("Around ⽅法执⾏时间:" + (end - start) + "ms");
        return obj;
    }

我们应该使用 StopWatch stopWatch = new StopWatch()

@Around("pointcut()")
    public Object doAround2(ProceedingJoinPoint joinPoint){
        Object obj = null;
        StopWatch stopWatch = new StopWatch();
        //System.out.println("Around ⽅法开始执⾏");
        try {
            // 统计方法开始执行时间,开始计时
            stopWatch.start();

            // 执⾏拦截⽅法
            obj = joinPoint.proceed();

            // 统计方法结束执行时间,结束计时
            stopWatch.stop();
        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }

        System.out.println(joinPoint.getSignature().getDeclaringTypeName()
        +"."+joinPoint.getSignature().getName() + stopWatch.getTotalTimeMillis() + "ms");
        return obj;
    }

🍎三.动态代理

🍒3.1 Spring AOP动态代理

Spring AOP 是构建在动态代理基础上因此 Spring 对 AOP 的⽀持局限于⽅法级别的拦截

Spring AOP ⽀持 JDK Proxy 和 CGLIB ⽅式实现动态代理。默认情况下实现了接⼝的类使⽤ AOP 会基于 JDK ⽣成代理类没有实现接⼝的类会基于 CGLIB ⽣成代理类

织⼊Weaving代理的⽣成时机

织⼊是把切⾯应⽤到⽬标对象并创建新的代理对象的过程切⾯在指定的连接点被织⼊到⽬标对象中

在⽬标对象的⽣命周期⾥有多个点可以进⾏织⼊
● 编译期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

● 类加载期切⾯在⽬标类加载到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的加载时织⼊load-time weaving. LTW就⽀持以这种⽅式织⼊切⾯

● 运⾏期切⾯在应⽤运⾏的某⼀时刻被织⼊。⼀般情况下在织⼊切⾯时AOP容器会为⽬标对象动态创建⼀个代理对象。SpringAOP就是以这种⽅式织⼊切⾯的

此种实现在设计模式上称为动态代理模式在实现的技术⼿段上都是在 class 代码运⾏期动态的织⼊字节码
我们学习 Spring 框架中的AOP主要基于两种⽅式JDK 及 CGLIB 的⽅式。这两种⽅式的代理⽬标都是被代理类中的⽅法在运⾏期动态的织⼊字节码⽣成代理类

●CGLIB是Java中的动态代理框架主要作⽤就是根据⽬标类和⽅法动态⽣成代理类

●Java中的动态代理框架⼏乎都是依赖字节码框架如 ASMJavassist 等实现的

●字节码框架是直接操作 class 字节码的框架。可以加载已有的class字节码⽂件信息修改部分信息或动态⽣成⼀个 class动态代理

🍒3.2 JDK 和 CGLIB 实现的区别

1. JDK 实现要求被代理类必须实现接⼝之后是通过 InvocationHandler 及 Proxy在运⾏时动态的在内存中⽣成了代理类对象该代理对象是通过实现同样的接⼝实现类似静态代理接⼝实现的⽅式只是该代理类是在运⾏期时动态的织⼊统⼀的业务逻辑字节码来完成
2. CGLIB 实现被代理类可以不实现接⼝是通过继承被代理类在运⾏时动态的⽣成代理类对象

JDK 和 CGLIB 实现的区别:

● JDK是官方提供的, CGLIB是第三方提供的

● JDK实现动态代理性能不高,CGLIB实现动态代理性能高

● JDK可以实现带有final修饰类,CGLIB不可以实现带有final修饰类