再學習之Spring(面向切面編程).

一、概念

1、理論

    把橫切關注點和業務邏輯相分離是面向切面編程所要解決的問題。如果要重用通用功能的話，最常見的面向對象技術是繼承（inheritance）或 組成（delegation）。但是，如果在整個應用中都使用相同的基類，繼承往往會導致一個脆弱的對象體系；而使用組成可能需要對委托對象進行復雜的調用。切面提供了取代繼承和委托的另一種可選方案，而且在很多場景下更清晰簡潔。Spring AOP 基於動態代理，所以Spring只支持方法連接點，這與一些其他的AOP框架是不同的，例如AspectJ和JBoss，除了方法切點，它們還提供了字段和構造器接入點。 

2、AOP術語

橫切關注點(cross-cutuing concern)：散布在應用中多處的功能。

切面(aspect) : 橫切關注點模塊化為特殊的類。切面是通知和切點的結合。

通知(advice)：定義了切面是什么以及何時使用。

Spring切面可以應用5種類型的通知：

前置通知（Before）：在目標方法被調用之前調用通知功能；
后置通知（After）：在目標方法完成之后調用通知，此時不會關心方法的輸出是什么；
返回通知（After-returning）：在目標方法成功執行之后調用通知；
異常通知（After-throwing）：在目標方法拋出異常后調用通知；
環繞通知（Around）：通知包裹了被通知的方法，在被通知的方法調用之前和調用之后執行自定義的行為。

切點(pointcut)：定義了切面在何處調用，會匹配通知所要織入的一個或多個連接點。
連接點(join point)：在應用執行過程中能夠插入切面的一個點。這個點可以是調用方法時、拋出異常時、甚至修改一個字段時。

織入(Weaving)：織入是把切面應用到目標對象並創建新的代理對象的過程。

織入有三種方式可以實現，Spring采用的是第三種，在運行期織入的：

編譯期：切面在目標類編譯時被織入。這種方式需要特殊的編譯器。AspectJ的織入編譯器就是以這種方式織入切面的。
類加載期：切面在目標類加載到JVM時被織入。這種方式需要特殊的類加載器（ClassLoader），它可以在目標類被引入應用之前增強該目標類的字節碼。AspectJ 5的加載時織入（load-time weaving，LTW）就支持以這種方式織入切面。
運行期：切面在應用運行的某個時刻被織入。一般情況下，在織入切面時，AOP容器會為目標對象動態地創建一個代理對象。代理類封裝了目標類，並攔截被通知方法的調用，再把調用轉發給真正的目標bean。SpringAOP就是以這種方式織入切面的。

3、AspectJ的切點表達式語言

 

 

注意：只有execution指示器是實際執行匹配的，而其他的指示器都是用來限制匹配的。這說明execution指示器是我們在編寫切點定義時最主要使用的指示器 。同時需要注意的是， 表達式之間允許用 &&(and)、||(or)、!(not) 來匹配復雜的被通知類。除了上面羅列的表達式外，Spring 還提供了一個Bean 表達式來匹配 Bean 的id，例如  execution(* com.service.Performance.perform(..)) && bean(performance)

@args的正確用法：自定義一個ElementType.TYPE的注解，這個注解用來修飾自定義類型（比如自己寫的一個類），一個方法以這個自定義的類的實例為參數且只能有這唯一一參數，那這個方法在調用時會被匹配@args(自定義注解)的切面攔截。
@annotation的正確用法：在切面類上用@annotation加自定義注解就可以攔截使用這個注解的方法。比如匹配 @RequestMapping  注解的類  @annotation(org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping)

@target (cn.javass.spring.chapter6.Secure)  任何目標對象持有Secure注解的類方法；必須是在目標對象上聲明這個注解，在接口上聲明的對它不起作用。

二、使用注解創建切面

1、添加pom.xml依賴

        <dependency>
            <groupId>org.aspectj</groupId>
            <artifactId>aspectjrt</artifactId>
            <version>1.6.11</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.aspectj</groupId>
            <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
            <version>1.6.11</version>
        </dependency>

2、定義切面

@Aspect //表示這是一個切面類
public class Audience {

    //使用簡明的PointCut
    @Pointcut("execution(* com.service.Performance.perform(..))")
    public void performance(){}
    
    //前置通知 即 @Before("execution(* com.service.Performance.perform(..))")
    @Before("performance()")
    public void  silenceCellPhones(){
        System.out.println("Silencing cell phones");
    }
    //前置通知 即 @Before("execution(* com.service.Performance.perform(..))")
    @Before("performance()")
    public void takeSeats(){
        System.out.println("Taking seats");
    }

    //方法調用結束通知(並不是指返回值通知，即使是void的返回值，仍然會觸發通知) 即 @AfterReturning("execution(* com.service.Performance.perform(..))")
    @AfterReturning("performance()")
    public void applause(){
        System.out.println("CLAP CLAP CLAP!!!");
    }

    //有異常拋出的時候通知，即 @AfterThrowing("execution(* com.service.Performance.perform(..))")
    @AfterThrowing("performance()")
    public void demandRefund(){
        System.out.println("Demanding a refund");
    }
}

3、啟用AspectJ注解的自動代理 

有兩種方式可以啟用AspectJ 注解的自動代理：

（1）在 Java 配置文件中顯示配置

@Configuration
@EnableAspectJAutoProxy //啟用Aop自動代理
public class JavaConfig {
    @Bean
    public Audience getAudience(){
        return new Audience();
    }
}

（2）在XML文件中配置

    <!--啟用AspectJ自動代理-->
    <aop:aspectj-autoproxy/>
    <bean id="audience" class="com.aspect.Audience"/>

不管你是使用JavaConfig還是XML，AspectJ自動代理都會為使用@Aspect注解的bean創建一個代理，這個代理會圍繞着所有該切面的切點所匹配的bean。當程序執行到連接點的時候，就會由代理轉到切面觸發相應的通知。

4、創建環繞通知

@Aspect
public class Audience3 {

    @Pointcut("execution(* com.service.Performance.perform(..))")
    public void performance(){}

    @Around("performance()")
    public void watchPerformance(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
        System.out.println("Silencing cell phones");
        System.out.println("Taking seats");
        try {
            joinPoint.proceed();
            System.out.println("CLAP CLAP CLAP!!!");
        } catch (Throwable throwable) {
            System.out.println("Demanding a refund");
            throwable.printStackTrace();
        }
    }
}

 注意 ProceedingJoinPoint 作為參數。這個對象是必須要有的，因為你要在通知中通過它來調用被通知的方法。當要將控制權交給被通知的方法時，它需要調用ProceedingJoinPoint的proceed()方法。 

5、切面匹配輸入參數

@Aspect
public class TrackCounter {
    
    private Map<Integer,Integer> trackCounts=new HashMap<Integer, Integer>();

    //@Pointcut("execution(* com.service.CompactDisc.playTrack(int)) && args(trackNumber)") //帶入輸入參數
    //@Pointcut("target(com.service.CompactDisc) && args(trackNumber)") // target 匹配目標對象（非AOP對象）為指定類型
    //@Pointcut("within(com.service..*) && args(trackNumber)") //com.service 包以及子包下的所有方法都執行
    //@Pointcut("within(com.service..CompactDisc+) && args(trackNumber)") //com.service 包的CompactDisc類型以及子類型
     @Pointcut("this(com.service.CompactDisc) && args(trackNumber)") //匹配當前AOP代理對象類型,必須是類型全稱，不支持通配符
     public void trackPlayed(int trackNumber){}

    @Before("trackPlayed(trackNumber)")
    public void countTrack(int trackNumber){
        int playCount = getPlayCount(trackNumber);
        trackCounts.put(trackNumber,playCount+1);
        System.out.println(trackCounts.toString());
    }

    public int getPlayCount(int trackNumber){
        return trackCounts.containsKey(trackNumber) ? trackCounts.get(trackNumber) : 0;
    }
}

 參數的配置可以用占位符 * 和 .. 
  * 的意思是任意類型任意名稱的一個參數
 .. 的意思是任意類型，任意多個參數，並且只能放到args的后面。 

6、利用切面注入新功能

    Java並不是動態語言。一旦類編譯完成了，我們就很難為該類添加新的功能了。但是，我們的切面編程卻可以做到動態的添加方法...話雖如此，其實也不過是障眼法罷了。實際上，面向切面編程，不過是把方法添加到切面代理中，當要對添加的方法調用的時候，可以把被通知的 Bean 轉換成相應的接口。也就是代理會把此調用委托給實現了新接口的某個其他對象。實際上，一個bean的實現被拆分到了多個類中。（說實話，想了半天，實在想不到這個功能有什么作用......）

(1) 重新定義一個接口和實現類

public interface Encoreable {
    void performEncode();
}

public class DefaultEncoreable implements Encoreable {
    
    public void performEncode() {
        System.out.println("this is DefaultEncoreable");
    }
}

(2) 把接口實現類嵌入到目標類代理中

@Aspect
public class EncoreableIntroducer {
    
    @DeclareParents(value = "com.service.CompactDisc+",
              defaultImpl = DefaultEncoreable.class) //value 表示要嵌入哪些目標類的代理 。 defaultImpl：表示要嵌入的接口的默認實現方法
    public static Encoreable encoreable;
}

(3) JUnit 測試

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(locations = "classpath:applicationContext.xml")
public class Test02 {

    @Autowired
    private CompactDisc compactDisc;
    
    @Test
    public void test02(){
        compactDisc.playTrack(123);
        Encoreable compactDisc = (Encoreable) this.compactDisc; //當要調用添加的新功能的時候，這個用法相當於由代理轉換到對應類實現，不會報類型轉換錯誤
        compactDisc.performEncode();

    }
}

 

三、使用XML聲明切面

 

1、定義切面

public class AudienceXML {
    
    public void  silenceCellPhones(){
        System.out.println("Silencing cell phones");
    }
    public void takeSeats(){
        System.out.println("Taking seats");
    }
    public void applause(){
        System.out.println("CLAP CLAP CLAP!!!");
    }
    public void demandRefund(){
        System.out.println("Demanding a refund");
    }
}

2、XML配置切面

    <aop:config>
        <aop:aspect ref="audienceXML">
            <aop:pointcut id="performance" expression="execution(* com.service.Performance.perform(..))"/>
            <aop:before method="silenceCellPhones" pointcut-ref="performance"/>
            <aop:before method="takeSeats" pointcut-ref="performance"/>
            <aop:after-returning method="applause" pointcut-ref="performance"/>
            <aop:after-throwing method="demandRefund" pointcut-ref="performance"/>
        </aop:aspect>
    </aop:config>

3、創建環繞通知

public class Audience3XML {
    
    public void watchPerformance(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
        System.out.println("Silencing cell phones");
        System.out.println("Taking seats");
        try {
            joinPoint.proceed();
            System.out.println("CLAP CLAP CLAP!!!");
        } catch (Throwable throwable) {
            System.out.println("Demanding a refund");
            throwable.printStackTrace();
        }
    }
}

    <aop:config>
        <aop:aspect ref="audience3XML">
            <aop:pointcut id="performance3" expression="execution(* com.service.Performance.perform(..))"/>
            <aop:around method="watchPerformance" pointcut-ref="performance3"/>
        </aop:aspect>
    </aop:config>

4、匹配輸入參數

    <aop:config>
        <aop:aspect ref="trackCounter">
            <aop:pointcut id="trackPlayed" expression="execution(* com.service.CompactDisc.playTrack(int)) and args(trackNumber)"/>
            <aop:before method="countTrack" pointcut-ref="trackPlayed"/>
        </aop:aspect>
    </aop:config>

5、注入新功能

    <aop:config>
        <aop:aspect>
            <aop:declare-parents types-matching="com.service.CompactDisc+"
                                 implement-interface="com.service.Encoreable"
                                 default-impl="com.service.impl.DefaultEncoreable"
                                 delegate-ref="encoreableDelegate"/>

        </aop:aspect>
    </aop:config>