第四章 面向切面的Spring

[TOC]

面向切面要解決的問題

在軟件開發(fā)中故响，散布于應(yīng)用中多處的功能被稱為 橫切關(guān)注點宏蛉，例如事務(wù)、安全庭砍、日志场晶、權(quán)限控制………通常來講，這些橫切關(guān)注點從概念上是與業(yè)務(wù)的應(yīng)用邏輯相分離的怠缸。把這些橫切關(guān)注點與業(yè)務(wù)邏輯相分離正是面向切面編程所要解決的問題诗轻。

橫切關(guān)注點可以被模塊化為特殊的類，這些類被稱為切面

面向切面常用術(shù)語

描述切面的常用術(shù)語有 ：通知揭北、切點和連接點 概耻。

通知、切點和連接點

通知

在AOP術(shù)語中罐呼，切面（橫切關(guān)注點可以被模塊化為特殊的類）的工作被稱為通知鞠柄。通知定義了 切面是什么以及何時使用，除了描述切面所完成的工作嫉柴，通知還解決了何時執(zhí)行這個工作的問題厌杜。

Spring切面可以應(yīng)用五種類型的通知 :

• 前置通知 ：在目標方法被 調(diào)用之前 調(diào)用通知功能
• 后置通知 ：在目標方法 完成之后 調(diào)用通知，不會關(guān)心方法的輸出是什么
• 返回通知 ：在目標方法 成功執(zhí)行 之后調(diào)用通知
• 異常通知 ：在目標方法 拋出異常 后調(diào)用通知
• 環(huán)繞通知 ：通知包裹了被通知的方法计螺，在目標方法 調(diào)用之前和調(diào)用之后 執(zhí)行自定義的行為

連接點

連接點就是在 應(yīng)用執(zhí)行過程中 能夠 插入切面 的一個點

切點

一個切面不需要通知應(yīng)用的所有連接點夯尽。切點有助于縮小切面所通知的連接點。如果說通知定義了切點是什么以及切點在何時使用的話登馒，那么切點就定義了“何處”匙握。切點的定義會匹配通知所要 織入 的一個或者多個連接點。

切面

切面是通知和切點的結(jié)合陈轿。通知和切點共同定義了切面的全部內(nèi)容——它是什么圈纺，在何時和何處完成其功能秦忿。

引入

引入允許我們向現(xiàn)有類添加新方法或者屬性。在無需修改現(xiàn)有的類的情況下蛾娶，讓他們具有新的行為和狀態(tài)灯谣。

織入

織入是把切面應(yīng)用到目標對象并創(chuàng)建新的代理的過程。切面在指定的連接點被織入到目標對象中蛔琅。在目標對象的生命周期里有多個點可以進行織入 ：

• 編譯期 ： 切面在目標類編譯時被織入胎许。這種方式需要有特殊的編譯器。
• 類加載期 ：切面在目標類加載到JVM時被織入罗售。這種方式需要有特殊的類加載器辜窑。
• 運行期 ：切面在應(yīng)用運行的某個某個時刻被織入。一般情況下寨躁，在織入切面時谬擦，AOP容器會為目標對象動態(tài)地創(chuàng)建一個代理對象。Spring AOP就是以這種方式注入切面的朽缎。

總結(jié)

通知包含了需要用于多個應(yīng)用對象的橫切行為（橫切關(guān)注點）；連接點是程序執(zhí)行過程中能夠應(yīng)用通知的所有點谜悟；切點定義了通知被應(yīng)用的具體位置（在哪些連接點會得到通知）话肖。

Spring對AOP的支持

Spring提供了四種類型的AOP支持 ：

• [x] 基于代理的經(jīng)典Spring AOP
• [ ] 純POJO切面（借助aop命名空間可以將POJO轉(zhuǎn)換為切面，需要XML配置）
• [ ] @AspectJ注解驅(qū)動的切面（不使用XML來完成功能）
• [ ] 注入式AspectJ切面（如果AOP需求超過了簡單的方法調(diào)用如構(gòu)造器或者屬性攔截葡幸，那么你需要考慮使用AspectJ來實現(xiàn)切面最筒，適用于Spring各版本）

Spring通知是使用Java編寫的，定義通知所應(yīng)用的切點通常會使用注解或XML編寫蔚叨。

通過在代理類中包裹切面（通知 + 切點）床蜘，Spring在運行期把切面織入到Spring管理的bean中。如圖蔑水，代理類封裝了目標類邢锯，并攔截被通知方法的調(diào)用，再把調(diào)用轉(zhuǎn)發(fā)給真正的目標bean搀别。當代理攔截到方法調(diào)用時丹擎，在調(diào)用目標bean方法之前，會執(zhí)行切面邏輯歇父。

SPring的切面由包裹了目標對象的代理類實現(xiàn)蒂培。代理類處理方法的調(diào)用，執(zhí)行額外的切面邏輯榜苫，并調(diào)用目標方法

直到應(yīng)用需要被代理的bean時护戳，Spring才會創(chuàng)建代理對象。

因為Spring基于動態(tài)代理垂睬，所以Spring只支持方法連接點媳荒。Spring缺少對字段連接點的支持抗悍，無法讓我們創(chuàng)建細粒度的通知，例如攔截對象字段的修改肺樟。

通過切點來選擇連接點

使用AspectJ的切點表達式語言

在Spring AOP中檐春，使用AspectJ的切點表達式語言定義切點，其中execution是最重要的描述符 ：

execution(modifiers-pattern? ret-type-pattern declaring-type-pattern?name-pattern(param-pattern)
            throws-pattern?)

除了返回類型么伯、方法名稱以及參數(shù)列表之外疟暖，其余都是可選的（即含有?的都是可選的）

• modifiers-pattern? ：方法修飾符（public、private田柔、默認俐巴、protected）
• ret-type-pattern ：方法返回類型
• declaring-type-pattern? ：方法類所在路徑
• name-pattern ：方法名
• param-pattern ：方法參數(shù)類型，可有一個或者多個硬爆，用(..)表示零個或者任意個參數(shù)欣舵，多個參數(shù)還可以用,分隔，也可以用(*)表示匹配任意類型的參數(shù)
• throws-pattern? ：表示方法拋出的異常

例如 ：

匹配所有的public方法 ：

execution(public * *(..))

匹配所有方法名開頭為set的 ：

execution(* set*(...))

匹配定義在AccountService接口類中的所有方法

execution(* com.xyz.service.AccountService.*(...))

匹配定義在service包下的所有方法

execution(* com.xyz.service.*.*(..))

匹配定義在service包或者子包下的所有方法

execution(* com.xyz.service..*.*(..))

編寫切點

假設(shè)我們需要編寫Performance類型 ：

public interface Performance{
    public void perform();
}

我們想要編寫一個切面袜蚕，在調(diào)用Performance類中的perform方法時觸發(fā)通知 ：

execution(public * concert.Performance.perform(..))

image

現(xiàn)在我們假設(shè)我們需要配置的切點僅僅匹配concert包 ：

execution(public * concert.Performance.perform(..) && within(concert.*))

當使用Spring的XML來描述切面時候糟把，我們可以使用and來替換&&，同樣的牲剃，or和not可以替換||和!

在切點中選擇bean

Spring中的bean()指示器允許我們在切點表達式中使用bean的ID來標識bean遣疯。bean()使用bean ID或bean名稱作為參數(shù)來限制切點只匹配特定的bean

例如 ：

execution(* concert.Performance.perform(..) and bean('woodstock'))

在上面的例子中，我們希望在執(zhí)行perform()方法時應(yīng)用通知凿傅，但是限制bean的ID為woodstock

使用注解創(chuàng)建切面

定義切面

@Aspect
public class Audience {
    // 演出之前
    @Before("execution(public * concert.Performance.perform(..))")
    public void silenceCellPhone(){
        System.out.println("手機靜音");
    }
    // 演出之前
    @Before("execution(public * concert.Performance.perform(..))")
    public void takeSeats(){
        System.out.println("對號入座");
    }
    // 演出成功之后
    @AfterReturning("execution(public * concert.Performance.perform(..)")
    public void applause(){
        System.out.println("掌聲雷動");
    }
    // 演出失敗之后
    @AfterThrowing("execution(public * concert.Performance.perform(..))")
    public void demandRefund(){
        System.out.println("我想退款!");
    }

}

Audience類使用了@Aspect注解進行標注缠犀，表明該類不僅是一個POJO，還是一個切面聪舒。Audience類中的方法都是用注解來定義切面的具體行為辨液。

AspectJ使用了五個注解來定義通知 ：

在上面的例子中，我們定義了四個切點表達式箱残，這四個表達式完全可以進行整合 ：

PointCut注解能夠在一個@Aspect切面內(nèi)定義可以重復(fù)的切點

@Aspect
public class Audience {
    @Pointcut("execution(public * concert.Performance.perform(..))")
    public void perform(){}
    // 演出之前
    @Before("perform()")
    public void silenceCellPhone(){
        System.out.println("手機靜音");
    }
    // 演出之前
    @Before("perform()")
    public void takeSeats(){
        System.out.println("對號入座");
    }
    // 演出成功之后
    @AfterReturning("perform()")
    public void applause(){
        System.out.println("掌聲雷動");
    }
    // 演出失敗之后
    @AfterThrowing("perform()")
    public void demandRefund(){
        System.out.println("我想退款!");
    }
}

我們還需要啟動AspectJ的自動代理 ：

如果你使用JavaConfig注解的話室梅，你可以在配置類上加上@EnableAspectJAutoProxy注解啟動自動代理的功能

// 啟動AspectJ自動代理
@EnableAspectJAutoProxy
@Configuration
public class ConcertConfig {
    @Bean
    public Audience audience(){
        return new Audience();
    }
}

如果使用XML裝配的話，我們需要<aop:aspectj-autoproxy />啟動自動代理 ：

<bean id="audience" class="concert.Audience"/>
<bean id="musicPerformance" class="concert.MusicPerformance"/>
<!-- 開啟自動代理 -->
<aop:aspectj-autoproxy/>

Spring的AspectJ自動代理僅僅使用@Aspect作為創(chuàng)建切面的指導(dǎo)疚宇，切面依然是基于代理的亡鼠。在本質(zhì)上，它依然是Spring基于代理的切面敷待。這一點非常重要间涵，因為這意味著盡管使用的是@Aspect注解，但是仍然限于代理方法的調(diào)用榜揖。如果想使用AspectJ的所有能力勾哩，我們必須在運行時使用AspectJ并且不依賴Spring來創(chuàng)建基于代理的切面抗蠢。

創(chuàng)建環(huán)繞通知

環(huán)繞通知能夠讓你所編寫的邏輯將被通知的目標方法（連接點）完全包裹起來。就像是在一個通知方法中同時編寫前置后置通知思劳。

@Aspect
public class Audience {

    @Pointcut("execution(public * concert.Performance.perform(..))")
    public void perform(){}

    // 環(huán)繞通知
    @Around("perform()")
    public void watchPerformance(ProceedingJoinPoint joinPoint){
        try{
            System.out.println("關(guān)閉手機");
            System.out.println("入座");
            // 通過ProceedingJoinPoint來調(diào)用被通知的方法
            joinPoint.proceed();
            System.out.println("掌聲雷動");
        }catch(Throwable e){
            System.out.println("我要退款");
        }
    }
}

@Around注解表明watchPerformance()方法會作為performance切點的環(huán)繞通知迅矛。當通知方法需要把控制權(quán)交給被通知方法時候，需要調(diào)用ProceedingJoinPoint的proceed()方法潜叛。如果不調(diào)用這個方法的話秽褒，你的通知會阻塞對被通知方法的調(diào)用。

為通知傳遞參數(shù)

在BlankDisc中威兜，我們需要統(tǒng)計磁道被播放的數(shù)量 ：

public class BlankDisc implements CompactDisc {

    private String title;
    private String artist;
    private List<String> tracks;
    public BlankDisc(String title,String artist,List<String> tracks) {
        this.title = title;
        this.artist = artist;
        this.tracks = tracks;
    }
    public String getTitle() {
        return title;
    }
    public String getArtist() {
        return artist;
    }
    public List<String> getTracks() {
        return tracks;
    }
    public void play() {
        System.out.println("title :" + title + " artist :" + artist);
        for (int trackNumber = 0;trackNumber < tracks.size();trackNumber ++){
            playTrack(trackNumber);
        }
    }
    public void playTrack(int trackNumber) {
        System.out.println("track "+ trackNumber + " : " + tracks.get(trackNumber));
    }
}

我們定義TrackCounter來描述切面 ：

@Aspect
@Component
@EnableAspectJAutoProxy
public class TrackCounter {
    public Map<Integer,Integer> trackCounts = new HashMap<Integer, Integer>();
    @Pointcut("execution(public * soundsystem.BlankDisc.playTrack(int)) && args(trackNumber))")
    public void trackPlayed(int trackNumber){}
    @AfterReturning("trackPlayed(trackNumber)")
    public void countTrack(int trackNumber){
        trackCounts.put(trackNumber,getPlayCount(trackNumber) + 1);
        System.out.println("--->track " + trackNumber + "數(shù)量增加了.");
    }
    public int getPlayCount(int trackNumber){
        return trackCounts.containsKey(trackNumber)?
                trackCounts.get(trackNumber):0;
    }
}

切點表達式中的args(trackNumber)表明 ：傳遞給連接點的int類型的參數(shù)也會傳遞到通知方法中销斟。參數(shù)的名稱為trackNumber，與切點方法簽名中的參數(shù)相匹配椒舵。在@AfterReturing("trackNumber")表達式下面蚂踊，切點方法和切點定義的參數(shù)名一致。

通過注解引入新功能

TODO

在XML中聲明切面

前置后置通知

<!-- 切面配置 -->
<!-- 頂層的aop配置元素 -->    
<aop:config>
        <!-- 定制一個切面 -->
        <aop:aspect ref="audience">
            <!-- 定義一個切點 -->
            <aop:pointcut id="perform" expression="execution(public * concert.Performance.perform(..))"/>

            <aop:before method="takeSeats" pointcut-ref="perform"/>

            <aop:before method="silenceCellPhone" pointcut-ref="perform"/>

            <aop:after-returning method="applause" pointcut-ref="perform"/>

            <aop:after-throwing method="demandRefund" pointcut-ref="perform"/>

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

環(huán)繞通知

<bean id="musicPerformance" class="concert.MusicPerformance"/>
<bean id="audience" class="concert.Audience"/>
<aop:config>
    <aop:aspect ref="audience">
    <aop:pointcut id="performance" expression="execution(public * concert.Performance.perform())"/>
    <aop:around method="execute" pointcut-ref="performance"/>
        </aop:aspect>
</aop:config>

為通知傳遞參數(shù)

<beans> 
    <bean id="blankDisc" class="soundsystem.BlankDisc"
          c:_0="${disc.title}" c:_1="${disc.artist}" c:_2-ref="blankDiscList"/>

    <bean id="cdPlayer" class="soundsystem.CDPlayer"/>

    <bean id="trackCounter" class="soundsystem.TrackCounter"/>

    <util:list id="blankDiscList">
        <value>老古董</value>
        <value>大千世界</value>
        <value>如約而至</value>
        <value>柳成蔭</value>
    </util:list>

    <context:property-placeholder location="classpath:/application.properties"/>

    <aop:aspectj-autoproxy/>

    <import resource="classpath:/aopconfig.xml"/>
</beans>

<beans>
    <aop:config>
        <aop:aspect ref="trackCounter">
        <aop:pointcut id="playTrack" expression="execution(* soundsystem.BlankDisc.playTrack(int)) and args(trackNumber)"/>
        <aop:after-returning pointcut-ref="playTrack" method="countTrack"/>
        </aop:aspect>
    </aop:config>
</beans>

通過切面引入新的功能

TODO

注入AspectJ切面

TODO