Spring AOP 面向切面编程基础

简述

面向切面（方法）编程（Aspect Oriented Programming）就是在不改动原方法的基础上，为原方法添加新的功能。在需要为一批方法添加一段重复代码时，如日志记录，使用AOP思想可以大大减少重复代码量，提高开发效率，并且易于维护。而Spring事务管理，底层实现也是通过AOP来完成的。

QuickStart

我们先引入一段Demo，来看看Spring AOP的实际使用方法。

使用Spring框架中提供的AOP实现，需要先引入依赖。

<!--Spring Aop-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>
<!--Spring Aop END-->

接着我们编写一个AOP类，我们想记录方法开始执行的时间和结束执行的时间。

@Component
@Aspect //声明是一个切面类
@Slf4j
public class RecordTimeAspect {

    @Around("execution(* com.itheima.service.DeptService.*(..))")
    public Object recordTime(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
        long begin = System.currentTimeMillis();
        
        //执行原方法 - 业务方法
        Object result = pjp.proceed();

        long end = System.currentTimeMillis();

        log.info("方法执行时间： {} 毫秒",end-begin);

        return result;
    }
}

正常调用方法后，能够在控制台看到输出

[http-nio-8080-exec-3] INFO  com.itheima.aop.RecordTimeAspect-方法执行时间： 9 毫秒

这就是一个简单的AOP用例。

我们可以看到，面向切面编程具有代码无侵入、减少重复代码、提高开发效率、易于维护的特点。

Spring AOP核心概念

为确保对AOP有精准的理解，必须对下列核心术语进行明确界定：

核心概念	英文	解读	示例
目标对象	Target	指被AOP增强逻辑所应用的原始对象实例，其内部封装了系统的核心业务功能。	`DeptServiceImpl`类的实例对象。
代理对象	Proxy	由AOP框架为目标对象所生成的、遵循代理设计模式的包装对象。客户端的交互实质上是与此代理对象进行，由代理对象负责截获方法调用，并依据切面配置决定增强逻辑的执行时机与目标方法的最终调用。	Spring框架为`DeptServiceImpl`实例所创建的代理对象。
连接点	JoinPoint	程序执行流程中一个可被识别的、明确的执行点。在Spring AOP的语境下，连接点通常指代方法的执行这一特定事件。	`DeptService`接口内任一方法的执行过程。
切入点	Pointcut	一个用于甄别并匹配连接点的谓词表达式。它精确定义了增强逻辑（即通知）应当作用于何种方法的执行之上。	`execution(* com.itheima.service.DeptService.*(..))`
通知	Advice	在由切入点所指定的特定连接点上被执行的附加逻辑，即被模块化的横切关注点代码。通知定义了“执行何种操作”及“于何时执行”。	`recordTime`方法体内部的性能计时逻辑。
切面	Aspect	通知（Advice）与切入点（Pointcut）的结构化结合体。一个切面完整地描述了在何处（Pointcut）、何时（Advice类型）执行何种操作（Advice内容）。在实现层面，一个被`@Aspect`注解的Java类即构成一个切面。	`RecordTimeAspect` 类。
织入	Weaving	将切面所定义的增强逻辑集成至目标对象，并最终生成代理对象的构造过程。	Spring容器在初始化阶段，解析`@Aspect`配置并为匹配的目标对象创建代理实例的过程。

从根本上讲，AOP的实现机制根植于代理（Proxy）设计模式，对此点的认知是理解其工作原理的基础。

实现原理

Spring AOP的实现架构完全依赖于动态代理（Dynamic Proxy）机制。在容器启动过程中，Spring框架会扫描切面配置，并为所有匹配的目标对象生成代理实例。此代理实例在功能上对原始对象进行了增强。

代理策略的选择取决于目标对象的继承体系结构：

JDK动态代理：若目标对象实现了一个或多个接口，Spring框架将默认采用Java开发工具包（JDK）内建的动态代理机制。此机制会生成一个实现了与目标对象相同接口集的代理类。
CGLIB代理：反之，若目标对象并未实现任何接口，Spring框架将转而使用CGLIB（Code Generation Library）库来创建代理。CGLIB通过动态生成目标类的子类来实现代理功能。

一项重要的技术限制是，基于继承的CGLIB代理机制无法为被final关键字修饰的类或方法生成代理，此为该技术的固有局限。

通知类型&通知顺序

通知类型

通知分为几种类型，分别对应着不同的通知方法执行时间。

注解	描述
@Around	环绕通知，此注解标注的通知方法在目标方法前、后都被执行，如果执行中原方法有异常，后续代码不会继续执行
@Before	前置通知，此注解标注的通知方法在目标方法前被执行
@After	后置通知，此注解标注的通知方法在目标方法后被执行，无论是否有异常都会执行
@AfterReturning	返回后通知，此注解标注的通知方法在目标方法后被执行，有异常不会执行
@AfterThrowing	异常后通知，此注解标注的通知方法发生异常后执行

其中@Around环绕通知需要在方法体中自行调用ProceedingJoinPoint.proceed()来让原方法执行，并且返回值必须指定为Object，否则无法接收到返回值，其他通知则不需要。

切入点表达式抽取

如果在每一个注解里面指定切入点表达式，会显得比较繁琐，所以我们可以将重复的切入点表达式从中抽取出来，通过@PointCut注解。

//切入点方法（公共的切入点表达式）
@Pointcut("execution(* com.itheima.service.*.*(..))")
private void pt(){}
@Before("pt()")
public void before(JoinPoint joinPoint){
    log.info("before ...");
}

通知顺序

不同的切面类当中，默认情况下通知的执行顺序是与切面类的类名字母排序是有关系的
可以在切面类上面加上@Order注解，来控制不同的切面类通知的执行顺序，前置通知：数字越小先执行; 后置通知：数字越小越后执行

切入点表达式

切入点表达式顾名思义，用于匹配哪些方法要作为切入点加入通知。

有两种形式

execution(……)：根据方法的签名来匹配
```
execution(访问修饰符?  返回值  包名.类名.?方法名(方法参数) throws 异常?)
@Before("execution(void com.itheima.service.impl.DeptServiceImpl.delete(java.lang.Integer))")
```
其中，?代表此项可以省略，*代表单个任意，..代表任意个任意，也可以用&&,||,!来组装复杂的切入点表达式。注意，参数类型如果是包装类或者对象，需要写全类名，包名类名也不建议省略以提升性能。

描述切入点方法通常基于接口描述，而不是直接描述实现类，增强拓展性。

@annotation(……) ：根据注解匹配

定义注解

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface LogOperation{
}

在业务类上加上此注解

@Override
@LogOperation
public List<Dept> list() {
    List<Dept> deptList = deptMapper.list();
    return deptList;
}

切面方法

@Slf4j
@Component
@Aspect
public class MyAspect {
    //前置通知
    @Before("@annotation(com.itheima.anno.LogOperation)")
    public void before(){
        log.info("MyAspect6 -> before ...");
    }

}

AOP通知获取方法参数

获取方法入参

可以通过JoinPoint/ProceedingJoinPoint对象中的getArgs方法获得一个Object[]数组，其中包含了所有入参。

ProceedingJoinPoint中的proceed(Object[] args)方法可以传入一个Object[]数组，我们可以在AOP通知中对入参进行修改，再传入原方法中。
获取方法返回值

仅Around和AfterReturning可以获取到方法的返回值。

Around方法中，proceedingJoinPoint.proceed()方法的返回值就是原方法的返回值

AfterReturning则需要在方法形参和注解中声明用来接收返回值的形参
```
@AfterReturning(value = "pt()",returning = "ret")
public void doSometing(Object[] ret){
    //dosometing...
}
```
注意！当方法形参中同时包含多个变量时，Joinpoint对象必须放在第一个形参，不然会报错。
获取抛出的异常

Around可以用try/catch包围住proceed方法来捕获抛出的异常。

AfterThrowing和上面获取返回值的形似，需要在方法形参和注解中声明要接收返回值的型参。
```
@AfterThrowing(value = "pt()" , throwing = "t"){
    public void doSometing(Throwable t){
        //dosometing...
    }
}
```

Dango