Spring AOP通俗理解與應用


目錄


  關於AOP,一般都會先去了解AOP的基礎概念,如切點、通知、連接點、切入點 、引入和織入等,面對晦澀難懂的概念,很容易陷入困境,找了幾篇講解較好的文章,將其整合起來,幫助深入理解AOP

AOP

  AOP(Aspect Oriented Programming)意為:面向切面編程,通過預編譯方式和運行期動態代理實現程序功能的統一維護的一種技術。AOP是OOP(面向對象編程)的延續,是軟件開發中的一個熱點,也是Spring框架中的一個重要內容(Spring核心之一),是函數式編程的一種衍生范型。利用AOP可以對業務邏輯的各個部分進行隔離,從而使得業務邏輯各部分之間的耦合度降低,提高程序的可重用性,同時提高了開發的效率。

作用

  為了更清晰的邏輯,可以讓你的業務邏輯去關注自己本身的業務,而不去想一些其他的事情,這些其他的事情包括:安全,事物,日志等。

圖解

傳統的縱向體系代碼復用:

橫向抽取機制(AOP思想):

概念

1.通知(Advice)

  就是你想要的功能,也就是上面說的安全,事務,日志等。你得先定義好把,然后在想用的地方用一下。

2.連接點(JoinPoint)

  這個更好解釋了,就是spring允許你使用通知的地方,那可真就多了,基本每個方法的前,后(兩者都有也行),或拋出異常時都可以是連接點,spring只支持方法連接點。其他如aspectJ還可以讓你在構造器或屬性注入時都行,不過那不是咱關注的,只要記住,和方法有關的前前后后(拋出異常),都是連接點。

3.切入點(Pointcut)

  上面說的連接點的基礎上,來定義切入點,你的一個類里,有15個方法,那就有幾十個連接點了對吧,但是你並不想在所有方法附近都使用通知(使用叫織入,以后再說),你只想讓其中的幾個,在調用這幾個方法之前,之后或者拋出異常時干點什么,那么就用切點來定義這幾個方法,讓切點來篩選連接點,選中那幾個你想要的方法。

4.切面(Aspect)

  切面是通知和切入點的結合。現在發現了吧,沒連接點什么事情,連接點就是為了讓你好理解切點,搞出來的,明白這個概念就行了。通知說明了干什么和什么時候干(什么時候通過方法名中的before,after,around等就能知道),而切入點說明了在哪干(指定到底是哪個方法),這就是一個完整的切面定義。

5.引入(introduction)

  允許我們向現有的類添加新方法屬性。這不就是把切面(也就是新方法屬性:通知定義的)用到目標類中嘛

6.目標(target)

  引入中所提到的目標類,也就是要被通知的對象,也就是真正的業務邏輯,他可以在毫不知情的情況下,被咱們織入切面。而自己專注於業務本身的邏輯。

7.代理(proxy)

  怎么實現整套AOP機制的,都是通過代理,這個一會給細說。

8.織入(weaving)

  把切面應用到目標對象來創建新的代理對象的過程。有3種方式,spring采用的是運行時,為什么是運行時,后面解釋。

  關鍵就是:切點定義了哪些連接點會得到通知

通俗理解

  spring用代理類包裹切面,把他們織入到Spring管理的bean中。也就是說代理類偽裝成目標類,它會截取對目標類中方法的調用,讓調用者對目標類的調用都先變成調用偽裝類,偽裝類中就先執行了切面,再把調用轉發給真正的目標bean。

  現在可以自己想一想,怎么搞出來這個偽裝類,才不會被調用者發現(過JVM的檢查,JAVA是強類型檢查,哪里都要檢查類型)。

實現和目標類相同的接口

  我也實現和你一樣的接口,反正上層都是接口級別的調用,這樣我就偽裝成了和目標類一樣的類(實現了同一接口,咱是兄弟了),也就逃過了類型檢查,到java運行期的時候,利用多態的后期綁定(所以spring采用運行時),偽裝類(代理類)就變成了接口的真正實現,而他里面包裹了真實的那個目標類,最后實現具體功能的還是目標類,只不過偽裝類在之前干了點事情(寫日志,安全檢查,事務等)。

  這就好比,一個人讓你辦件事,每次這個時候,你弟弟就會先出來,當然他分不出來了,以為是你,你這個弟弟雖然辦不了這事,但是他知道你能辦,所以就答應下來了,並且收了點禮物(寫日志),收完禮物了,給把事給人家辦了啊,所以你弟弟又找你這個哥哥來了,最后把這是辦了的還是你自己。但是你自己並不知道你弟弟已經收禮物了,你只是專心把這件事情做好。

  順着這個思路想,要是本身這個類就沒實現一個接口呢,你怎么偽裝我,我就壓根沒有機會讓你搞出這個雙胞胎的弟弟,那么就用第2種代理方式,創建一個目標類的子類,生個兒子,讓兒子偽裝我。

生成子類調用

  這次用子類來做為偽裝類,當然這樣也能逃過JVM的強類型檢查,我繼承的嗎,當然查不出來了,子類重寫了目標類的所有方法,當然在這些重寫的方法中,不僅實現了目標類的功能,還在這些功能之前,實現了一些其他的(寫日志,安全檢查,事務等)。

  這次的對比就是,兒子先從爸爸那把本事都學會了,所有人都找兒子辦事情,但是兒子每次辦和爸爸同樣的事之前,都要收點小禮物(寫日志),然后才去辦真正的事。當然爸爸是不知道兒子這么干的了。這里就有件事情要說,某些本事是爸爸獨有的(final的),兒子學不了,學不了就辦不了這件事,辦不了這個事情,自然就不能收人家禮了。 


總結:

  前一種兄弟模式,spring會使用JDK的java.lang.reflect.Proxy類,它允許Spring動態生成一個新類來實現必要的接口,織入通知,並且把對這些接口的任何調用都轉發到目標類。

  后一種父子模式,spring使用CGLIB庫生成目標類的一個子類,在創建這個子類的時候,spring織入通知,並且把對這個子類的調用委托到目標類。CGLib采用底層的字節碼技術,可以為一個類創建子類,在子類中采用方法攔截的技術攔截所有父類方法的調用並順勢的織入橫切邏輯。

  相比之下,還是兄弟模式好些,他能更好的實現松耦合,尤其在今天都高喊着面向接口編程的情況下,父子模式只是在沒有實現接口的時候,也能織入通知,應當做一種例外。


實現方式

  1. JDK動態代理
  2. Cglib動態代理

應用場景

  • 記錄日志
  • 監控方法運行時間 (監控性能)
  • 權限控制
  • 緩存優化 (第一次調用查詢數據庫,將查詢結果放入內存對象, 第二次調用, 直接從內存對象返回,不需要查詢數據庫 )
  • 事務管理 (調用方法前開啟事務, 調用方法后提交關閉事務 )

應用

  在面向對象的大環境下,我們可以很好地組織代碼,通過繼承、封裝和多態的思想去設計一個個比較讓人滿意的類,但是我們慢慢的發現,我們的代碼中逐漸多了很多重復性的代碼,有人可能會想到,把這些重復性的代碼抽取出來不就好了嗎?是這樣的,我們看一下這種思路的一個實例:

  可以看到,上述代碼可以實現,但是業務代碼已經被非核心代碼所混淆,並且占據了大量的空間!

  不僅如此,假設要控制每一個方法的訪問權限,只允許一部分用戶進行訪問,在不考慮過濾器的情況下,我們是不是需要在每一個方法開始的時候判斷用戶是否具有該權限,如果有的話就可以進行訪問,沒有,就不允許進行訪問!

  諸如此類,還有數據庫事務的控制,數據庫連接的創建和關閉等等,這些都充斥這大量重復性的模板代碼!一個很現實的問題,假如有一天,業務需求不需要進行日志記錄了,那豈不是我們需要把以前寫的代碼,全部刪掉!想想都是一件很可怕的事情!

使用JDK動態代理

  上述為代理類,紅色框中圈出的表示以前業務中的模板代碼,這里直接輸出表示方法執行的過程,以前的UserServiceImpl修改為如下

測試代碼如下:

 

  執行結果可以看出,每次調用一個方法的時候前后都會調用我們期望的代碼,實現了我們期望的標准!

  上述過程中,我們看到在動態代理的invoke方法里邊,我們相當於在原有方法的調用前后“植入”了我們的通用日志記錄代碼,如果你看到這一層的話,那么恭喜你!你已經領悟到了AOP思想最核心的東西了!

  抽取公共代碼其實就是AOP中橫切的過程,代理對象中在方法調用前后“植入”自己寫的通用日志記錄代碼其實就是AOP中織入的過程!這個織入的代碼也就是橫切邏輯,織入代碼的過程其實就是在原有的方法前后增強 原方法的過程!總的來說,我們想解決我們開發中的痛點,然后就出現了一種技術,這種技術手段就是AOP。

注意:

  我們的代理目標對象必須實現一個接口,要是一個接口的實現類,這是因為再生成Proxy對象的時候這個方法需要一個目標對象的接口

實例說明代理模式:

Java兩種動態代理JDK動態代理和CGLIB動態代理

深入理解代理模式:靜態代理與JDK動態代理

AOP與Spring AOP的關系

  AOP是一種思想,不同的廠商或企業可能有不同的實現方式,為了更好的應用AOP技術,技術專家們成立了AOP聯盟來探討AOP的標准化,AOP聯盟定義的AOP體系結構把與AOP相關的概念大致分為由高到低、從使用到實現的三層關系,AOP聯盟定義的AOP體系結構如下圖:

  最后補充一下!動態代理或者設計模式重要嗎?很重要!Spring AOP用到了動態代理,Spring事務管理用到了動態代理,MyBatis數據庫連接池用到了動態代理,MyBatis創建Mapper用到了動態代理等等,你說重要不!要想踏進這些高層框架原理的大門,設計模式首先是我們的第一段台階!


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