Spring AOP通俗理解与应用
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关于AOP,一般都会先去了解AOP的基础概念,如切点、通知、连接点、切入点 、引入和织入等,面对晦涩难懂的概念,很容易陷入困境,找了几篇讲解较好的文章,将其整合起来,帮助深入理解AOP
AOP
AOP(Aspect Oriented Programming)意为:面向切面编程,通过预编译方式和运行期动态代理实现程序功能的统一维护的一种技术。AOP是OOP(面向对象编程)的延续,是软件开发中的一个热点,也是Spring框架中的一个重要内容(Spring核心之一),是函数式编程的一种衍生范型。利用AOP可以对业务逻辑的各个部分进行隔离,从而使得业务逻辑各部分之间的耦合度降低,提高程序的可重用性,同时提高了开发的效率。
作用
为了更清晰的逻辑,可以让你的业务逻辑去关注自己本身的业务,而不去想一些其他的事情,这些其他的事情包括:安全,事务,日志等。
图解
传统的纵向体系代码复用:
横向抽取机制(AOP思想):
概念
1.通知(Advice)
就是你想要的功能,也就是上面说的安全,事务,日志等。你得先定义好把,然后在想用的地方用一下。
2.连接点(JoinPoint)
这个更好解释了,就是spring允许你使用通知的地方,那可真就多了,基本每个方法的前,后(两者都有也行),或抛出异常时都可以是连接点,spring只支持方法连接点。其他如aspectJ还可以让你在构造器或属性注入时都行,不过那不是咱关注的,只要记住,和方法有关的前前后后(抛出异常),都是连接点。
3.切入点(Pointcut)
上面说的连接点的基础上,来定义切入点,你的一个类里,有15个方法,那就有几十个连接点了对吧,但是你并不想在所有方法附近都使用通知(使用叫织入,以后再说),你只想让其中的几个,在调用这几个方法之前,之后或者抛出异常时干点什么,那么就用切点来定义这几个方法,让切点来筛选连接点,选中那几个你想要的方法。
4.切面(Aspect)
切面是通知和切入点的结合。现在发现了吧,没连接点什么事情,连接点就是为了让你好理解切点,搞出来的,明白这个概念就行了。通知说明了干什么和什么时候干(什么时候通过方法名中的before,after,around等就能知道),而切入点说明了在哪干(指定到底是哪个方法),这就是一个完整的切面定义。
5.引入(introduction)
允许我们向现有的类添加新方法属性。这不就是把切面(也就是新方法属性:通知定义的)用到目标类中嘛
6.目标(target)
引入中所提到的目标类,也就是要被通知的对象,也就是真正的业务逻辑,他可以在毫不知情的情况下,被咱们织入切面。而自己专注于业务本身的逻辑。
7.代理(proxy)
怎么实现整套AOP机制的,都是通过代理,这个一会给细说。
8.织入(weaving)
把切面应用到目标对象来创建新的代理对象的过程。有3种方式,spring采用的是运行时,为什么是运行时,后面解释。
关键就是:切点定义了哪些连接点会得到通知
通俗理解
spring用代理类包裹切面,把他们织入到Spring管理的bean中。也就是说代理类伪装成目标类,它会截取对目标类中方法的调用,让调用者对目标类的调用都先变成调用伪装类,伪装类中就先执行了切面,再把调用转发给真正的目标bean。
现在可以自己想一想,怎么搞出来这个伪装类,才不会被调用者发现(过JVM的检查,JAVA是强类型检查,哪里都要检查类型)。
实现和目标类相同的接口
我也实现和你一样的接口,反正上层都是接口级别的调用,这样我就伪装成了和目标类一样的类(实现了同一接口,咱是兄弟了),也就逃过了类型检查,到java运行期的时候,利用多态的后期绑定(所以spring采用运行时),伪装类(代理类)就变成了接口的真正实现,而他里面包裹了真实的那个目标类,最后实现具体功能的还是目标类,只不过伪装类在之前干了点事情(写日志,安全检查,事务等)。
这就好比,一个人让你办件事,每次这个时候,你弟弟就会先出来,当然他分不出来了,以为是你,你这个弟弟虽然办不了这事,但是他知道你能办,所以就答应下来了,并且收了点礼物(写日志),收完礼物了,给把事给人家办了啊,所以你弟弟又找你这个哥哥来了,最后把这是办了的还是你自己。但是你自己并不知道你弟弟已经收礼物了,你只是专心把这件事情做好。
顺着这个思路想,要是本身这个类就没实现一个接口呢,你怎么伪装我,我就压根没有机会让你搞出这个双胞胎的弟弟,那么就用第2种代理方式,创建一个目标类的子类,生个儿子,让儿子伪装我。
生成子类调用
这次用子类来做为伪装类,当然这样也能逃过JVM的强类型检查,我继承的吗,当然查不出来了,子类重写了目标类的所有方法,当然在这些重写的方法中,不仅实现了目标类的功能,还在这些功能之前,实现了一些其他的(写日志,安全检查,事务等)。
这次的对比就是,儿子先从爸爸那把本事都学会了,所有人都找儿子办事情,但是儿子每次办和爸爸同样的事之前,都要收点小礼物(写日志),然后才去办真正的事。当然爸爸是不知道儿子这么干的了。这里就有件事情要说,某些本事是爸爸独有的(final的),儿子学不了,学不了就办不了这件事,办不了这个事情,自然就不能收人家礼了。
总结:
前一种兄弟模式,spring会使用JDK的java.lang.reflect.Proxy类,它允许Spring动态生成一个新类来实现必要的接口,织入通知,并且把对这些接口的任何调用都转发到目标类。
后一种父子模式,spring使用CGLIB库生成目标类的一个子类,在创建这个子类的时候,spring织入通知,并且把对这个子类的调用委托到目标类。CGLib采用底层的字节码技术,可以为一个类创建子类,在子类中采用方法拦截的技术拦截所有父类方法的调用并顺势的织入横切逻辑。
相比之下,还是兄弟模式好些,他能更好的实现松耦合,尤其在今天都高喊着面向接口编程的情况下,父子模式只是在没有实现接口的时候,也能织入通知,应当做一种例外。
实现方式
- JDK动态代理
- Cglib动态代理
应用场景
- 记录日志
- 监控方法运行时间 (监控性能)
- 权限控制
- 缓存优化 (第一次调用查询数据库,将查询结果放入内存对象, 第二次调用, 直接从内存对象返回,不需要查询数据库 )
- 事务管理 (调用方法前开启事务, 调用方法后提交关闭事务 )
应用
在面向对象的大环境下,我们可以很好地组织代码,通过继承、封装和多态的思想去设计一个个比较让人满意的类,但是我们慢慢的发现,我们的代码中逐渐多了很多重复性的代码,有人可能会想到,把这些重复性的代码抽取出来不就好了吗?是这样的,我们看一下这种思路的一个实例:
可以看到,上述代码可以实现,但是业务代码已经被非核心代码所混淆,并且占据了大量的空间!
不仅如此,假设要控制每一个方法的访问权限,只允许一部分用户进行访问,在不考虑过滤器的情况下,我们是不是需要在每一个方法开始的时候判断用户是否具有该权限,如果有的话就可以进行访问,没有,就不允许进行访问!
诸如此类,还有数据库事务的控制,数据库连接的创建和关闭等等,这些都充斥这大量重复性的模板代码!一个很现实的问题,假如有一天,业务需求不需要进行日志记录了,那岂不是我们需要把以前写的代码,全部删掉!想想都是一件很可怕的事情!
使用JDK动态代理
上述为代理类,红色框中圈出的表示以前业务中的模板代码,这里直接输出表示方法执行的过程,以前的UserServiceImpl修改为如下
测试代码如下:
执行结果可以看出,每次调用一个方法的时候前后都会调用我们期望的代码,实现了我们期望的标准!
上述过程中,我们看到在动态代理的invoke方法里边,我们相当于在原有方法的调用前后“植入”了我们的通用日志记录代码,如果你看到这一层的话,那么恭喜你!你已经领悟到了AOP思想最核心的东西了!
抽取公共代码其实就是AOP中横切的过程,代理对象中在方法调用前后“植入”自己写的通用日志记录代码其实就是AOP中织入的过程!这个织入的代码也就是横切逻辑,织入代码的过程其实就是在原有的方法前后增强 原方法的过程!总的来说,我们想解决我们开发中的痛点,然后就出现了一种技术,这种技术手段就是AOP。
注意:
我们的代理目标对象必须实现一个接口,要是一个接口的实现类,这是因为再生成Proxy对象的时候这个方法需要一个目标对象的接口
实例说明代理模式:
AOP与Spring AOP的关系
AOP是一种思想,不同的厂商或企业可能有不同的实现方式,为了更好的应用AOP技术,技术专家们成立了AOP联盟来探讨AOP的标准化,AOP联盟定义的AOP体系结构把与AOP相关的概念大致分为由高到低、从使用到实现的三层关系,AOP联盟定义的AOP体系结构如下图:
最后补充一下!动态代理或者设计模式重要吗?很重要!Spring AOP用到了动态代理,Spring事务管理用到了动态代理,MyBatis数据库连接池用到了动态代理,MyBatis创建Mapper用到了动态代理等等,你说重要不!要想踏进这些高层框架原理的大门,设计模式首先是我们的第一段台阶!
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