Spring的AOP和事务-阿里云开发者社区

动态代理

代理模式：给一个对象提供一个代理，并由代理对象来控制真实对象的访问（调用者并不知道真实对象是什么）。

代理模式分静态代理和动态代理。这里只讨论动态代理，通俗的讲，动态代理就是在不修改代码的基础对被代理对象进行方法的增强。

基于接口的动态代理

JDK自带的动态代理就是基于接口的动态代理，被代理对象至少要实现一个接口，否则就无法使用代理。底层还是基于Java的反射来创建代理对象的。

JDK动态代理主要涉及两个类，java.lang.reflect.Proxy 和 java.lang.reflect.InvocationHandler 。下面来看个例子。

被代理类的接口IProduct

public interface IProduct {
    void saleProduct(Float money);
}
复制代码

被代理类Product实现上面这个接口

public class Product implements IProduct{
    @Override
    public void saleProduct(Float money) {
        System.out.println("卖出一个产品，收到金额：" + money);
    }
}
复制代码

被代理类Product实现上面这个接口

public class Product implements IProduct{
    @Override
    public void saleProduct(Float money) {
        System.out.println("卖出一个产品，收到金额：" + money);
    }
}
复制代码

编写一个客户端类获取一个Product的动态代理的对象，来控制被代理对象的访问。 InvocationHandler的实现主要通过内部类实现（可以直接使用lambda表达式更简洁）。

public class Client {
    public static void main(String[] args){
        Product product = new Product();
        // 基于接口的动态代理(jdk自带的)
        // proxyProduct就是Proxy.newProxyInstance生成的代理对象，需要强转为被代理对象的接口类。
        // 参数：  
        //    ClassLoader：代理对象的类加载器。使用和被代理对象相同的类加载器，直接调用getClass().getClassLoader()获取。
        //    Class<?>[]：被代理对象的接口的字节码。直接调用getClass().getInterfaces()获取就行
        //    InvocationHandler：进行代码的增强。直接使用内部类或者new一个InvocationHandler的实现类（在实现类中进行代码增强）
        IProduct proxyProduct = (IProduct) Proxy.newProxyInstance(product.getClass().getClassLoader()
                , product.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {
                    /**
                     * 进行代理增强的方法
                     * 参数：
                     *     proxy：当前的代理对象
                     *     method：被代理对象当前执行的方法
                     *     args：被代理对象当前执行的方法的参数
                     */
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        Object res = null;
                        // 获取方法执行的参数
                        Float money = (Float)args[0];
                        // 判断当前方法是否是销售方法
                        if ("saleProduct".equals(method.getName())){
                            // 返回值与被代理对象方法的相同
                            res = method.invoke(product, money * 0.8f);
                        }
                        return res;
                    }
                });
        // 调用这个代理对象，执行被代理对象的方法。
        proxyProduct.saleProduct(1000f);
    }
}
复制代码

基于子类的动态代理

CGLIB动态代理是一个基于ASM字节码操作框架的代码生成库，它被广泛用于基于代理的AOP框架提供方法拦截。

本质上说，对于需要被代理的类，它只是动态的生成一个子类以覆盖非final的方法（所以它不能代理final类或final方法），同时绑定钩子回调自定义的拦截器。它比使用Java反射的JDK动态代理方法更快。

CGLIB动态代理的核心是net.sf.cglib.proxy.Enhancer类(用于创建被代理对象子类)，net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor是最常用的回调类型(它是net.sf.cglib.proxy.Callback的一个子接口)。

<!--cglib动态代理的依赖-->
<dependency>
     <groupId>cglib</groupId>
     <artifactId>cglib</artifactId>
     <version>3.2.12</version>
</dependency>
复制代码

下面来看一个示例（被代理对象还是和上面的相同，这里实现一个客户端类）。

public class Client {
    public static void main(String[] args){
        Product product = new Product();
        /**
         * 基于子类的动态代理(cglib)
         * Enhancer的create方法，通过Enhancer来创建代理对象，MethodInterceptor来增强方法
         * 参数：
         *      Class:被代理对象的字节码
         *      Callback：用于增强方法。一般使用这个接口的子接口MethodInterceptor。
         */
        Product proxyProduct =  (Product) Enhancer.create(product.getClass(), new MethodInterceptor() {
            /**
             * 执行被代理对象的任何方法都会经过此方法
             * @param proxy 当前代理对象
             * @param method 被代理对象要执行的方法
             * @param args1 要执行的方法的参数
             * 以上三个参数与基于接口的动态代理(jdk)的参数一致
             * @param methodProxy 当前执行方法的代理对象 一般使用这个对象来调用原始对象的方法，因为它性能更高
             * @return 与被代理对象要执行的方法的返回值一致
             * @throws Throwable
             */
            @Override
            public Object intercept(Object proxy, Method method, Object[] args1, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
                Object res = null;
                // 获取方法执行的参数
                Float money = (Float)args1[0];
                // 判断当前方法是否是销售方法
                if ("saleProduct".equals(method.getName())){
                    // 修改原始方法的参数
                    args1[0] = money * 0.8f;
                    // 与JDK动态代理的一个区别，使用MethodProxy对象来调用原始对象的方法
                    res = methodProxy.invoke(product, args1);
                }
                return res;
            }
        });
        // 通过代理对象执行被代理对象的方法
        proxyProduct.saleProduct(1000f);
    }
}
复制代码

spring AOP

spring AOP是基于动态代理实现的，spring默认使用JDK动态代理实现AOP，也可以强制使用CGLIB。AOP是IoC的一种补充，IoC不依赖与AOP，但是AOP依赖与IoC。

AOP的一些概念

JoinPoint(连接点)：指被拦截到的点。在spring AOP中，就是指那些被拦截的方法。
PointCut(切入点)：是指筛选出的连接点（因为所有的切入点都是连接点，但是有的连接点并不需要进行拦截增强方法）
Advice(通知/增强)：需要完成的工作叫做通知，就是写的业务逻辑代码中的公共代码，比如事务、日志等。通知的类型有五种。

Before(前置通知)：在连接点（拦截的方法）执行前的通知。
AfterReturning（后置通知）：在连接点正常完成返回后的通知。
AfterThrowing（异常通知）：如果方法执行过程中抛出了异常，则执行此通知。
After（最终通知）：无论方法执行是否成功，最终都要执行这个通知。
Around（环绕通知）：围绕连接点的通知，它是最常用的通知，因为它可以包括以上四种通知。

Aspect(切面)：其实就是通知和切点的结合，通知和切点共同定义了切面的全部内容，它是干什么的，什么时候在哪执行。
Introduction(引入)：在不改变一个现有类代码的情况下，为该类添加属性和方法,可以在无需修改现有类的前提下，让它们具有新的行为和状态。
Target(目标)：被通知的对象。也就是需要加入额外代码的对象，也就是真正的业务逻辑被组织织入切面。
Weaving（织入）：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（编译期，类加载期，运行期）可以进行织入，spring是在运行期织入的。

@Aspectj支持

Spring 使用 AspectJ 提供的 library 解释与 AspectJ 5 相同的注释，用于切入点解析和匹配。但是，AOP 运行时仍然是纯粹的 Spring AOP，并且不依赖于 AspectJ 编译器或编织器。（也就是spring只是利用Aspectj来对切入点进行解析和匹配，真正的AOP的执行还是使用Spring AOP）。

在springboot中使用spring AOP非常的方便，只需引入一个spring支持AspectJ的starter依赖即可。

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

在spring中也很简单，在引用spring AOP的基础上再引入一个aspectjweaver依赖就行。

<dependency>
    <groupId>org.aspectj</groupId>
    <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
    <version>1.9.2</version>
</dependency>
复制代码

在spring中，要使用 Java @Configuration启用 @AspectJ 支持，还需添加@EnableAspectJAutoProxy注解（在springboot中不用）。

下面来看一个简单的示例(基于springboot)。

先写个Service类（包括接口和实现类）。

public interface AccountService {
    Account findById(Integer aid);
}
@Service
public class AccountServiceImpl implements AccountService {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(AccountServiceImpl.class);
    @Override
    public Account findById(Integer aid) {
        log.info("正在执行方法");
        return accountMapper.findById(aid);
    }
}
复制代码

一个配置类，对service中的方法进行切面。

@Aspect // 声明切面, 这个bean将被spring自动检测，并用于配置Spring AOP
@Component // 将这个类注册为一个bean，交给spring来管理(所以spring AOP依赖于IoC)
public class Logger {
    private static org.slf4j.Logger log = LoggerFactory.getLogger(Logger.class);
    /**
     * 通用化切入点表达式，其他切入点可以直接引用这个
     */
    @Pointcut("execution(* tkmybatis.service.impl.*.*(..))")
    public void pointCut(){
    }
    /**
     * 前置通知，在切入点方法执行之前执行
     */
    @Before("pointCut()")
    public void printLogBefore(){
        log.info("我在方法执行前");
    }
    /**
     * 后置通知，方法正常返回后执行
     */
    @AfterReturning("pointCut()")
    public void printLogAfterReturning(){
        log.info("我在方法执行正常返回后");
    }
    /**
     * 异常通知，方法发生异常时执行
     */
    @AfterThrowing("pointCut()")
    public void printLogAfterThrow(){
        log.info("我在方法执行抛出异常后");
    }
    /**
     * 最终通知，无论方法是否执行正常，它都会在最后执行
     */
    @After("pointCut()")
    public void printLogAfter(){
        log.info("我在方法执行最后");
    }
    @Around("pointCut()")
    public Object printAround(ProceedingJoinPoint pjp){
        Object res;
        try{
            Object[] args = pjp.getArgs();
            log.info("我在方法执行前");
            res = pjp.proceed(args);
            log.info("我在方法执行正常返回后2");
            return res;
        }catch (Throwable t){
            log.info("我在方法执行抛出异常后2");
            throw new RuntimeException(t);
        }finally {
            log.info("我在方法执行最后");
        }
    }
}
复制代码

对于切入点表达式execution(* tkmybatis.service.impl.*.*(..)) ，这里做一下解释。

execution表达式本来有三个部分（可见类型返回值连接点的全限定名），这里的可见类型可以省略。

*代表返回值可以为任何值。
tkmybatis.service.impl代表service实现类所在的包（进一步还可以直接用* .来替代，表示所有包）。
.* 代表这个包下的所有类。下一个.* 代表这个类下的所有方法（还可以用方法前缀来表示，比如find*）。
括号里的 .. 代表参数可以为任意参数，可为多个或无。

更多高级用法详见Spring官方文档 Spring AOP

Spring 事务管理

Spring支持声明式的事务管理和编程式的事务管理。声明式事务管理使业务代码不受污染，一个普通的POJO对象，只要加上注解就可以获得完全的事务支持。Spring推荐使用声明式的事务管理。

而声明式的事务管理就是基于Spring AOP的，其本质就是对要执行的方法进行拦截，在方法执行前加入一个事务，方法执行完成后根据情况判断是提交事务还是回滚事务（抛出了异常）。

事务的隔离级别

通过org.springframework.transaction.annotation.Isolation 这个枚举类来指定。

public enum Isolation {
    // 这是默认值，表示使用底层数据库的默认隔离级别。对于MySQL的InnoDB存储引擎，它是REPEATABLE_READ，其它一般的都是READ_COMMITTED
    DEFAULT(-1),
    // 跟没有一样，几乎不使用。
    READ_UNCOMMITTED(1),
    // 只能读取另一个事务已提交的事务，能防止脏读。也是一般数据库的默认隔离级别。
    READ_COMMITTED(2),
    // 可重复读(在一个事务内多次查询的结果相同，其它事务不可修改该查询条件范围内的数据，相当于加了个读锁)
    REPEATABLE_READ(4),
    // 所有的事务依次逐个执行,相当于串行化了，效率太低，一般也不使用。
    SERIALIZABLE(8);
}
复制代码

事务的传播行为

如果在开始当前事务之前，一个事务上下文已经存在，此时有若干选项可以指定一个事务性方法的执行行为。org.springframework.transaction.annotation.Propagation枚举类中定义了7表示传播行为的枚举值。

public enum Propagation {
    // 如果当前存在事务，则加入该事务；如果当前没有事务，则创建一个新的事务。
    REQUIRED(0),
    // 如果当前存在事务，则加入该事务；如果当前没有事务，则以非事务的方式继续运行。
    SUPPORTS(1),
    // 如果当前存在事务，则加入该事务；如果当前没有事务，则抛出异常。
    MANDATORY(2),
    // 创建一个新的事务，如果当前存在事务，则把当前事务挂起。
    REQUIRES_NEW(3),
    // 以非事务方式运行，如果当前存在事务，则把当前事务挂起。
    NOT_SUPPORTED(4),
    // 以非事务方式运行，如果当前存在事务，则抛出异常。
    NEVER(5),
    // 如果当前存在事务，则创建一个事务作为当前事务的嵌套事务来运行；如果当前没有事务，则该取值等价于REQUIRED。
    NESTED(6);
}
复制代码

声明式事务的使用

声明式事务可以直接使用@Transactional注解(这里只讨论这个)来配置，当然也可以使用XML配置文件。

先来看一下@Transactional注解都有啥

@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Inherited
@Documented
public @interface Transactional {
    // 别名为transactionManager，其实这两是同一个。就是事务的名字。
    @AliasFor("transactionManager")
  String value() default "";
    // 事务的传播行为，默认值为REQUIRED
    Propagation propagation() default Propagation.REQUIRED;
    // 事务的隔离级别，默认为默认值(也就是使用底层数据库的隔离级别)
    Isolation isolation() default Isolation.DEFAULT;
    // 超时时间，默认为 -1，也就是没有超时时间。
    int timeout() default TransactionDefinition.TIMEOUT_DEFAULT;
    // 是否只读，默认为false。
    boolean readOnly() default false;
    // 会触发事务回滚的异常的字节码数组
    Class<? extends Throwable>[] rollbackFor() default {};
    // 不会触发事务回滚的异常的字节码数组
    Class<? extends Throwable>[] noRollbackFor() default {};
}
复制代码

这里直接在实现类上使用，这个注解还可以在接口（一般不在接口上使用）和方法上使用（可见性必须为public，否则会被忽略）。

如果是在spring中使用，需要在配置类中加上@EnableTransactionManagement注解(springboot则不需要)。proxy-target-class属性可以控制动态代理的类型，如果值为false或忽略此属性，则使用JDK的动态代理，可以设置为true以强制使用CGLIB来进行动态代理（如果被代理的类没有实现接口，将会自动使用CGLIB进行动态代理）。

@Service
@Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ, rollbackFor = Exception.class) // 这里触发回滚的异常设置为Exception
public class AccountServiceImpl implements AccountService {
}
复制代码