Spring AOP统一功能处理

简介: 这篇文章主要介绍AOP(Aspect Oriented Programming)——面向切面编程的思想,它是对某一类事情的集中处理,也是对OOP(Object Oriented Programming)面向对象编程的补充和完善。

1.面向切面编程AOP


1.1 什么是AOP?


AOP(Aspect 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页面(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页面(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。


AOP是一种思想,而Spring AOP这个框架是对AOP思想的实现,它们的关系和IoC和DI类似。


1.2 AOP的作用


想象一个场景,我们在做后台系统时,除了登录和注册等几个功能不需要做用户登录验证之外,其他几乎所有页面调用的前端控制器(Controller)都需要先验证用户登录的状态,那么这个时候我们要怎么处理呢?


如果不使用AOP,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,就有了很多重复的代码,而且这些方法的代码修改和维护的成本就会很高。


如果使用AOP,在进入业务代码之前进行统一的一个处理,去验证用户是否登录。


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


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OOP(Object Oriented Programming)面向对象编程的补充和完善。


1.3 AOP基础组成


AOP由以下四部分组成:


1.切面(Aspect):定义AOP业务类型(表示当前AOP是做什么的)。

2.连接点(Join Point):有可能调用AOP的地方就叫做一个连接点。

3.切点(Pointcut):定义AOP拦截规则。

4.通知(Advice)【增强方法】:定义什么时候干什么事。

a) 前置通知:在拦截的目标方法之前执行的通知(事件)

b)后置通知:在拦截的目标方法之后执行的通知(事件)

c)返回之后通知:在拦截的目标方法返回数据之后通知

d)抛出异常之后的通知:在拦截的目标方法抛出异常之后执行的通知

e)环绕通知:在拦截方法执行前后都执行的通知。


AOP整个组成部分的概念如下图所示,以多个页面都要访问用户登录权限为例:


微信图片_20230111221937.png

2.Spring AOP 实现


我们接下来使用Spring AOP来实现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的具体实现步骤如下:


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


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。


具体实现如下:

微信图片_20230111221933.png

其中pointcut方法为空方法,其不需要方法体,此方法名就是起到一个“标识”的作用,标识下面的通知方法具体指的是哪个切点。


切点表达式说明

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


表达式示例如下:


execution(* com.example.demo.UserController. *(..)):匹配UserController类里的所有方法。

execution(* com.example.demo.UserController+.*(..)):匹配UserController类的子类包括该类的所有方法

execution(* com.example.demo.*.*(..)):匹配com.example.demo包下的所有类的所有方法

execution(* com.example.demo..*.*(..)):匹配com.example.demo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定义通知


通知定义的是被拦截的方法具体要执行的业务,比如用户登录权限验证方法就是具体要执行的业务。

Spring AOP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:

a) 前置通知使用@Before:在拦截的目标方法之前执行的通知(事件)

b)后置通知使用@After:在拦截的目标方法之后执行的通知(事件)

c)返回之后通知使用@AfterReturning:在拦截的目标方法返回数据之后通知

d)抛出异常之后的通知使用@AfterThrowing:在拦截的目标方法抛出异常之后执行的通知

e)环绕通知使用@Around:在拦截方法执行前后都执行的通知。


具体实现如下:


@Component
@Aspect  // 标识当前类为一个切面
public class LoginAop {
    // 定义切点(拦截的规则),使用AspectJ表达式语法
    @Pointcut("execution(* com.example.demo.controller.UserController.*(..))")
    public void pointcut() {
    }
    // 前置通知
    @Before("pointcut()")
    public void doBefore() {
        System.out.println("执行了前置通知");
    }
    // 后置通知
    @After("pointcut()")
    public void doAfter() {
        System.out.println("执行了后置通知");
    }
    // 环绕通知
    @Around("pointcut()")
    public Object doAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
        Object result=null;
        // 前置业务代码
        System.out.println("环绕通知的前置执行方法");
        try {
            // 执行目标方法
            result=joinPoint.proceed();
        }catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 后置业务执行代码
        System.out.println("环绕通知的后置执行代码");
        return result;
    }
}


访问UserController类中方法对应的URL,控制台打印结果如下图:


微信图片_20230111221924.png

3.Spring AOP 实现原理


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。


微信图片_20230111221916.png


Spring AOP本质就是生成了一个目标对象的代理类,当前端传来请求时,不会将请求直接交给目标对象,而是首先由代理类进行处理,如果满足一定的条件,才会将请求交给目标对象。


比如:如果处理请求前需要登录验证,那么代理类会去验证用户是否登录,如果用户登录了才会将请求交给目标对象并执行核心业务代码,否则代理类将返回响应让用户先登录。


4.总结

AOP是对某方面能力的统一实现,它是一种实现思想,Spring AOP是对AOP的具体实现,Spring AOP可通过AspectJ(注解)的方式来实现AOP的功能,Spring AOP的实现步骤是:


1.添加AOP框架支持

2.定义切面和切点

3.定义通知


Spring AOP是通过动态代理的方式,在运行期将AOP代码织入到程序中的,它的实现方式有两种:JDK Proxy和CGLIB。


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