Spring AOP 实现原理与 CGLIB 应用

程序员文章站 2023-08-31 08:08:16

AOP（Aspect Oriented Programming），即面向切面编程，可以说是OOP（Object Oriented Programming，面向对象编程）的补充和完善。 OOP引入封装、继承、多态等概念来建立一种对象层次结构，用于模拟公共行为的一个集合。不过OOP允许开发者定义纵向的... ......

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aop

aop（aspect oriented programming），即面向切面编程，可以说是oop（object oriented programming，面向对象编程）的补充和完善。

oop引入封装、继承、多态等概念来建立一种对象层次结构，用于模拟公共行为的一个集合。不过oop允许开发者定义纵向的关系，但并不适合定义横向的关系，例如日志功能。

日志代码往往横向地散布在所有对象层次中，而与它对应的对象的核心功能毫无关系对于其他类型的代码，如安全性、异常处理和透明的持续性也都是如此，这种散布在各处的无关的代码被称为横切（cross cutting），在oop设计中，它导致了大量代码的重复，而不利于各个模块的重用。

aop技术恰恰相反，它利用一种称为"横切"的技术，剖解开封装的对象内部，并将那些影响了多个类的公共行为封装到一个可重用模块，并将其命名为"aspect"，即切面。

所谓"切面"，简单说就是那些与业务无关，却为业务模块所共同调用的逻辑或责任封装起来，便于减少系统的重复代码，降低模块之间的耦合度，并有利于未来的可操作性和可维护性。

使用"横切"技术，aop把软件系统分为两个部分：核心关注点和横切关注点。业务处理的主要流程是核心关注点，与之关系不大的部分是横切关注点。

横切关注点的一个特点是，他们经常发生在核心关注点的多处，而各处基本相似，比如权限认证、日志、事物。aop的作用在于分离系统中的各种关注点，将核心关注点和横切关注点分离开来。

aop核心概念
1、横切关注点
对哪些方法进行拦截，拦截后怎么处理，这些关注点称之为横切关注点
2、切面（aspect）
类是对物体特征的抽象，切面就是对横切关注点的抽象
3、连接点（joinpoint）
被拦截到的点，因为spring只支持方法类型的连接点，所以在spring中连接点指的就是被拦截到的方法，实际上连接点还可以是字段或者构造器
4、切入点（pointcut）
对连接点进行拦截的定义
5、通知（advice）
所谓通知指的就是指拦截到连接点之后要执行的代码，通知分为前置、后置、异常、最终、环绕通知五类
6、目标对象
代理的目标对象
7、织入（weave）
将切面应用到目标对象并导致代理对象创建的过程
8、引入（introduction）
在不修改代码的前提下，引入可以在运行期为类动态地添加一些方法或字段

spring对aop的支持
spring中aop代理由spring的ioc容器负责生成、管理，其依赖关系也由ioc容器负责管理。因此，aop代理可以直接使用容器中的其它bean实例作为目标，这种关系可由ioc容器的依赖注入提供。spring创建代理的规则为：
1、默认使用java动态代理来创建aop代理，这样就可以为任何接口实例创建代理了
2、当需要代理的类不是代理接口的时候，spring会切换为使用cglib代理，也可强制使用cglib
aop编程其实是很简单的事情，纵观aop编程，程序员只需要参与三个部分：
1、定义普通业务组件
2、定义切入点，一个切入点可能横切多个业务组件
3、定义增强处理，增强处理就是在aop框架为普通业务组件织入的处理动作

所以进行aop编程的关键就是定义切入点和定义增强处理，一旦定义了合适的切入点和增强处理，aop框架将自动生成aop代理，即：代理对象的方法=增强处理+被代理对象的方法。
下面给出一个spring aop的.xml文件模板，名字叫做aop.xml，之后的内容都在aop.xml上进行扩展：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/xmlschema-instance"
    xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
    xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
    xsi:schemalocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.2.xsd
        http://www.springframework.org/schema/aop
        http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-4.2.xsd">
            
</beans>

基于spring的aop简单实现
注意一下，在讲解之前，说明一点：使用spring aop，要成功运行起代码，只用spring提供给开发者的jar包是不够的，请额外上网下载两个jar包：
1、aopalliance.jar
2、aspectjweaver.jar
开始讲解用spring aop的xml实现方式，先定义一个接口：

public interface helloworld
{
    void printhelloworld();
    void doprint();
}

定义两个接口实现类：

public class helloworldimpl1 implements helloworld
{
    public void printhelloworld()
    {
        system.out.println("enter helloworldimpl1.printhelloworld()");
    }
    
    public void doprint()
    {
        system.out.println("enter helloworldimpl1.doprint()");
        return ;
    }
}

public class helloworldimpl2 implements helloworld
{
    public void printhelloworld()
    {
        system.out.println("enter helloworldimpl2.printhelloworld()");
    }
    
    public void doprint()
    {
        system.out.println("enter helloworldimpl2.doprint()");
        return ;
    }
}

横切关注点，这里是打印时间：

public class timehandler
{
    public void printtime()
    {
        system.out.println("currenttime = " + system.currenttimemillis());
    }
}

有这三个类就可以实现一个简单的spring aop了，看一下aop.xml的配置：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/xmlschema-instance"
    xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
    xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
    xsi:schemalocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.2.xsd
        http://www.springframework.org/schema/aop
        http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-4.2.xsd">
        
        <bean id="helloworldimpl1" class="com.xrq.aop.helloworldimpl1" />
        <bean id="helloworldimpl2" class="com.xrq.aop.helloworldimpl2" />
        <bean id="timehandler" class="com.xrq.aop.timehandler" />
        
        <aop:config>
            <aop:aspect id="time" ref="timehandler">
                <aop:pointcut id="addallmethod" expression="execution(* com.xrq.aop.helloworld.*(..))" />
                <aop:before method="printtime" pointcut-ref="addallmethod" />
                <aop:after method="printtime" pointcut-ref="addallmethod" />
            </aop:aspect>
        </aop:config>
</beans>

写一个main函数调用一下：

public static void main(string[] args)
{
    applicationcontext ctx = 
            new classpathxmlapplicationcontext("aop.xml");
        
    helloworld hw1 = (helloworld)ctx.getbean("helloworldimpl1");
    helloworld hw2 = (helloworld)ctx.getbean("helloworldimpl2");
    hw1.printhelloworld();
    system.out.println();
    hw1.doprint();
    
    system.out.println();
    hw2.printhelloworld();
    system.out.println();
    hw2.doprint();
}

运行结果为：

currenttime = 1446129611993
enter helloworldimpl1.printhelloworld()
currenttime = 1446129611993

currenttime = 1446129611994
enter helloworldimpl1.doprint()
currenttime = 1446129611994

currenttime = 1446129611994
enter helloworldimpl2.printhelloworld()
currenttime = 1446129611994

currenttime = 1446129611994
enter helloworldimpl2.doprint()
currenttime = 1446129611994

看到给helloworld接口的两个实现类的所有方法都加上了代理，代理内容就是打印时间
基于spring的aop使用其他细节
1、增加一个横切关注点，打印日志，java类为：

public class loghandler
{
    public void logbefore()
    {
        system.out.println("log before method");
    }
    
    public void logafter()
    {
        system.out.println("log after method");
    }
}

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/xmlschema-instance"
    xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
    xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
    xsi:schemalocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.2.xsd
        http://www.springframework.org/schema/aop
        http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-4.2.xsd">
        
        <bean id="helloworldimpl1" class="com.xrq.aop.helloworldimpl1" />
        <bean id="helloworldimpl2" class="com.xrq.aop.helloworldimpl2" />
        <bean id="timehandler" class="com.xrq.aop.timehandler" />
        <bean id="loghandler" class="com.xrq.aop.loghandler" />
        
        <aop:config>
            <aop:aspect id="time" ref="timehandler" order="1">
                <aop:pointcut id="addtime" expression="execution(* com.xrq.aop.helloworld.*(..))" />
                <aop:before method="printtime" pointcut-ref="addtime" />
                <aop:after method="printtime" pointcut-ref="addtime" />
            </aop:aspect>
            <aop:aspect id="log" ref="loghandler" order="2">
                <aop:pointcut id="printlog" expression="execution(* com.xrq.aop.helloworld.*(..))" />
                <aop:before method="logbefore" pointcut-ref="printlog" />
                <aop:after method="logafter" pointcut-ref="printlog" />
            </aop:aspect>
        </aop:config>
</beans>

测试类不变，打印结果为：

currenttime = 1446130273734
log before method
enter helloworldimpl1.printhelloworld()
log after method
currenttime = 1446130273735

currenttime = 1446130273736
log before method
enter helloworldimpl1.doprint()
log after method
currenttime = 1446130273736

currenttime = 1446130273736
log before method
enter helloworldimpl2.printhelloworld()
log after method
currenttime = 1446130273736

currenttime = 1446130273737
log before method
enter helloworldimpl2.doprint()
log after method
currenttime = 1446130273737

要想让loghandler在timehandler前使用有两个办法：
（1）aspect里面有一个order属性，order属性的数字就是横切关注点的顺序
（2）把loghandler定义在timehandler前面，spring默认以aspect的定义顺序作为织入顺序

2、我只想织入接口中的某些方法
修改一下pointcut的expression就好了：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/xmlschema-instance"
    xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
    xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
    xsi:schemalocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.2.xsd
        http://www.springframework.org/schema/aop
        http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-4.2.xsd">
        
        <bean id="helloworldimpl1" class="com.xrq.aop.helloworldimpl1" />
        <bean id="helloworldimpl2" class="com.xrq.aop.helloworldimpl2" />
        <bean id="timehandler" class="com.xrq.aop.timehandler" />
        <bean id="loghandler" class="com.xrq.aop.loghandler" />
        
        <aop:config>
            <aop:aspect id="time" ref="timehandler" order="1">
                <aop:pointcut id="addtime" expression="execution(* com.xrq.aop.helloworld.print*(..))" />
                <aop:before method="printtime" pointcut-ref="addtime" />
                <aop:after method="printtime" pointcut-ref="addtime" />
            </aop:aspect>
            <aop:aspect id="log" ref="loghandler" order="2">
                <aop:pointcut id="printlog" expression="execution(* com.xrq.aop.helloworld.do*(..))" />
                <aop:before method="logbefore" pointcut-ref="printlog" />
                <aop:after method="logafter" pointcut-ref="printlog" />
            </aop:aspect>
        </aop:config>
</beans>

表示timehandler只会织入helloworld接口print开头的方法，loghandler只会织入helloworld接口do开头的方法

3、强制使用cglib生成代理
前面说过spring使用动态代理或是cglib生成代理是有规则的，高版本的spring会自动选择是使用动态代理还是cglib生成代理内容，当然我们也可以强制使用cglib生成代理，那就是<aop:config>里面有一个"proxy-target-class"属性，这个属性值如果被设置为true，那么基于类的代理将起作用，如果proxy-target-class被设置为false或者这个属性被省略，那么基于接口的代理将起作用

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