1. Spring AOP介紹

AOP(Aspect-Oriented Programming)，面向切面的編程，是OOP（面向?qū)ο蟮木幊蹋┑闹匾a(bǔ)充，所謂AOP，就是在執(zhí)行Java類中的方法前或后加入自定義方法。Spring AOP是Spring的一個(gè)重要組成部分，和IoC并稱為Spring的兩大基礎(chǔ)組件。關(guān)于Spring Ioc可以訪問http://www.itdecent.cn/p/6178ba063553。

spring-aop.png

1.1 小明搬磚的故事

小明每天都要上班、搬磚、下班。現(xiàn)在，小明的老婆每天在他上班搬磚之前，檢查他是否帶了公交卡；小明的兒子每天在搬磚下班之后討要零花錢。小明只管搬磚掙錢即可，老婆檢查公交卡和兒子討要零花錢對搬磚掙錢這個(gè)事不會(huì)產(chǎn)生任何影響，該掙多少錢還掙多少錢；只是搬磚回來后，兒子會(huì)討要零花錢，減少小明掙到的工資。

接下來我們使用OOP和AOP的思想來考慮小明搬磚的故事。根據(jù)OOP的思想，小明就是一個(gè)對象，他具有上班、搬磚、下班等三個(gè)行為。根據(jù)AOP的思想，小明老婆在小明執(zhí)行搬磚掙錢前做出門檢查，小明兒子在小明執(zhí)行搬磚掙錢后討要零花錢，這兩者都不會(huì)改變小明調(diào)用搬磚掙錢的方法，但可能會(huì)影響其結(jié)果。

1.2 AOP使用的場景

AOP用來封裝橫切關(guān)注點(diǎn)，具體可以在下面的場景中使用。

Authentication 權(quán)限
Caching 緩存
Context passing 內(nèi)容傳遞
Error handling 錯(cuò)誤處理
Lazy loading　懶加載
Debugging　　調(diào)試
logging，tracing，profiling and monitoring　記錄跟蹤　優(yōu)化　校準(zhǔn)
Performance optimization　性能優(yōu)化
Persistence　　持久化
Resource pooling　資源池
Synchronization　同步
Transactions 事務(wù)

1.3 AOP的相關(guān)概念

1. 切面（Aspect）：切面是通知和切點(diǎn)的結(jié)合。通知和切點(diǎn)共同定義了切面的全部內(nèi)容———他是什么，在何時(shí)和何處完成其功能。

2. 通知（Advice）：在AOP中，切面的工作被稱為通知。通知定義了切面“是什么”以及“何時(shí)”使用。除了描述切面要完成的工作，通知還解決了何時(shí)執(zhí)行這個(gè)工作的問題。Spring切面可以應(yīng)用5種類型的通知：

前置通知（Before）：在目標(biāo)方法被調(diào)用之前調(diào)用通知功能
后置通知（After）：在目標(biāo)方法完成之后調(diào)用通知，此時(shí)不會(huì)關(guān)心方法的輸出是什么
返回通知（After-returning）：在目標(biāo)方法成功執(zhí)行之后調(diào)用通知
異常通知（After-throwing）：在目標(biāo)方法拋出異常后調(diào)用通知
環(huán)繞通知（Around）：通知包裹了被通知的方法，在被通知的方法調(diào)用之前和調(diào)用之后執(zhí)行自定義的行為

3. 切點(diǎn)（Pointcut）：如果說通知定義了切面“是什么”和“何時(shí)”的話，那么切點(diǎn)就定義了“何處”。比如我想把日志引入到某個(gè)具體的方法中，這個(gè)方法就是所謂的切點(diǎn)。

4. 連接點(diǎn)（Join Point）：程序執(zhí)行過程中明確的點(diǎn)，如方法的調(diào)用或特定的異常被拋出。在Spring AOP中，一個(gè)連接點(diǎn)總是表示一個(gè)方法的執(zhí)行。

5. 引入（Introduction）：添加方法或字段到被通知的類。 Spring允許引入新的接口到任何被通知的對象。例如，你可以使用一個(gè)引入使任何對象實(shí)現(xiàn) IsModified接口，來簡化緩存。Spring中要使用Introduction, 可有通過DelegatingIntroductionInterceptor來實(shí)現(xiàn)通知，通過DefaultIntroductionAdvisor來配置Advice和代理類要實(shí)現(xiàn)的接口。

6. 織入（Weaving）：把切面應(yīng)用到目標(biāo)對象來創(chuàng)建新的代理對象的過程添加方法或字段到被通知的類。這可以在編譯時(shí)完成（例如使用AspectJ編譯器），也可以在運(yùn)行時(shí)完成。Spring AOP，在運(yùn)行時(shí)完成織入。

7. 目標(biāo)對象（Target Object）: 包含連接點(diǎn)的對象。也被稱作被通知或被代理對象。

8. AOP代理（AOP Proxy）: AOP框架創(chuàng)建的對象，包含通知。在Spring中，AOP代理可以是JDK動(dòng)態(tài)代理或者CGLIB代理，本文會(huì)在下文講述這兩種動(dòng)態(tài)創(chuàng)建代理的方式。

2. 基于@Aspect的AOP編程實(shí)踐

本節(jié)通過一個(gè)簡單的例子，說明如何實(shí)現(xiàn)基于@Aspect的AOP編程實(shí)踐。我們將在Controller執(zhí)行方法的前后，輸出一些日志。

2.1 pom.xml中引入AOP

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
    </dependency>

2.2 HelloController

這個(gè)Controller就是我們選定的目標(biāo)對象（Target Object），它的hello()方法就是連接點(diǎn)（Join Point）。

@RestController
public class HelloController {

  @RequestMapping(value = "/hello")
  public String hello(@RequestParam(value = "name", required = true) String name) {
    String result = "hello  " + name;
    System.out.println(result);
    return result;
  }

}

2.3 ApiAspect切面

@Component // 注冊到Spring容器
@Aspect // 該注解標(biāo)示該類為切面類，切面是由通知和切點(diǎn)組成的。
public class ApiAspect {
  
  //雙引號中間的內(nèi)容是PointCut（切點(diǎn)）表達(dá)式。@Before是前屬通知
  @Before("execution(* com.example.controller.HelloController.*(..))")  
  public void before(){
    System.out.println("方法執(zhí)行前執(zhí)行.....before");  
  }

  //@Around是環(huán)繞通知，下面的通知看注解即可，不再寫注釋。
  @Around("execution(* com.example.controller.HelloController.*(..))")  
  public String around(ProceedingJoinPoint pjp) {
    System.out.println("方法環(huán)繞start....around.");
    String result = null;
    try {
      result = (String) pjp.proceed();
    } catch (Throwable e) {
      e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("方法環(huán)繞end.....around");  
    return result;
  }
  
  @After("within(com.example.controller.*Controller)")
  public void after(){
    System.out.println("方法之后執(zhí)行....after.");
  }
  
  @AfterReturning("within(com.example.controller.*Controller)")
  public void afterReturning(){
    System.out.println("方法執(zhí)行完執(zhí)行.....afterReturning");  
  }
  
  @AfterThrowing("within(com.example.controller.*Controller)")
  public void afterThrowing(){
    System.out.println("異常出現(xiàn)之后.....afterThrowing");  
  }

}

啟動(dòng)Spring Boot工程，訪問http://localhost:8080/hello?name=world ，控制臺(tái)輸出以下結(jié)果。

方法環(huán)繞start....around.
方法執(zhí)行前執(zhí)行.....before
hello  world
方法環(huán)繞end.....around
方法之后執(zhí)行....after.
方法執(zhí)行完執(zhí)行.....afterReturning

本節(jié)通過一個(gè)例子，說明了如果基于@Aspect實(shí)現(xiàn)AOP編程，并在過程中體現(xiàn)了AOP概念中切面、切點(diǎn)、通知、連接點(diǎn)和目標(biāo)對象。AOP的動(dòng)態(tài)織入和AOP的代理將通過下文的兩節(jié)描述。分別是Java動(dòng)態(tài)代理和cglib動(dòng)態(tài)代理，前者是基于接口動(dòng)態(tài)生成代理類，后者是通過子類生成動(dòng)態(tài)代理類。

3. Java動(dòng)態(tài)代理

代理模式是一種常用的Java設(shè)計(jì)模式，它的特征是代理類和委托類實(shí)現(xiàn)了同樣的接口，代理類負(fù)責(zé)預(yù)處理消息、過濾消息、把消息轉(zhuǎn)發(fā)給委托類，以及事后處理消息等。代理類并不實(shí)現(xiàn)真正的服務(wù)，而是調(diào)用委托類的方法來提供特定的服務(wù)。

所謂動(dòng)態(tài)代理，就是在程序運(yùn)行時(shí)，運(yùn)用反射機(jī)制動(dòng)態(tài)創(chuàng)建代理類。其實(shí)現(xiàn)主要通過java.lang.reflect.Proxy類和java.lang.reflect.InvocationHandler接口。其中，Proxy類主要用來獲取動(dòng)態(tài)代理對象；InvocationHandler接口用來約束調(diào)用者實(shí)現(xiàn)。

要想使用Java動(dòng)態(tài)代理，委托類、或者說是被代理的對象（target），必須是一個(gè)接口的實(shí)現(xiàn)類。

3.1 Java動(dòng)態(tài)代理的使用

下面是Java動(dòng)態(tài)代理的一個(gè)示例，說明見代碼中的注釋內(nèi)容。

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class Main {

  public static void main(String[] args) {
    // 實(shí)例化 target
    IHello hello = new Hello();
    // 實(shí)例化InvocationHandler
    DynamicProxyHandler handler = new DynamicProxyHandler(hello);
    // 通過Proxy類生成代理對象
    IHello proxy = (IHello) Proxy.newProxyInstance(hello.getClass().getClassLoader(),
        hello.getClass().getInterfaces(), handler);
    // 調(diào)用代理對象的方法
    proxy.sayHello("world");
  }
}


/**
 * JDK動(dòng)態(tài)代理要實(shí)現(xiàn) InvocationHandler 接口。
 */
class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler {
  // 目標(biāo)對象
  private Object target;

  /**
   * 構(gòu)造方法
   * 
   * @param target 目標(biāo)對象
   */
  public DynamicProxyHandler(Object target) {
    super();
    this.target = target;
  }

  /**
   * 執(zhí)行目標(biāo)對象target的方法
   */
  @Override
  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    Object result = null;
    try {
      System.out.println(method.getName() + " Method start .");
      result = method.invoke(target, args);
      System.out.println(method.getName() + " Method end .");
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
    return result;
  }
  
  /** 
   * 獲取目標(biāo)對象的代理對象 
   * @return 代理對象 
  public Object getProxy() {  
      return Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(),   
              target.getClass().getInterfaces(), this);  
  } 
  */  

}

/**
 * target實(shí)現(xiàn)的接口，用JDK動(dòng)態(tài)代理生成的對象一定要實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口
 */
interface IHello {
  // target method
  public void sayHello(String name);
}

/**
 * 被代理的target
 */
class Hello implements IHello {
  @Override
  public void sayHello(String name) {
    System.out.println("hello," + name);
  }

}

執(zhí)行結(jié)果如下

sayHello Method start .
hello,world
sayHello Method end .

3.2 誰調(diào)用了invoke方法

DynamicProxyHandler中實(shí)現(xiàn)了InvocationHandler的invoke方法，表面上看不到是誰調(diào)用了。事實(shí)上，invok方法最終是由生成的動(dòng)態(tài)代理類調(diào)用的，下面的代碼使用了sun.misc.ProxyGenerator把生成的動(dòng)態(tài)代理類的字節(jié)碼寫到了磁盤上。通過反編譯生成的字節(jié)碼，我們就可以清晰地看到調(diào)用InvocationHandler的invoke方法的過程。

sun.misc.ProxyGenerator存在于JDK中，路徑是${JAVA_HOME}/jre/lib/rt.jar中; JRE中沒有這個(gè)類。如果你的工程里無法import該類，請修改JRE System Library到你的JDK目錄。

下面的代碼，把Hello.class的動(dòng)態(tài)代理字節(jié)碼寫到了d:/logs/HelloProxy.class。

public class ProxyGeneratorUtils {
  
  public static void main(String[] args) {
    // 把Hello.class的動(dòng)態(tài)代理類的字節(jié)碼保存到d:/logs/HelloProxy.class
    ProxyGeneratorUtils.writeProxyClassToHardDisk("d:/logs/HelloProxy.class");
  }
  
  
  /**
   * 把代理類的字節(jié)碼寫到磁盤
   * 
   * @param path 保存路徑
   */
  public static void writeProxyClassToHardDisk(String path) {
    // 獲取代理類的字節(jié)碼
    byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("HelloProxy",
             Hello.class.getInterfaces());
    FileOutputStream out = null;
    try {
      out = new FileOutputStream(path);
      out.write(classFile);
      out.flush();
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    } finally {
      try {
        out.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }
}

下面是HelloProxy.class的主要內(nèi)容，可以看到生成的動(dòng)態(tài)代理類HelloProxy和Hello一樣實(shí)現(xiàn)了IHello接口。HelloProxy繼承了Proxy類，Java不允許類多繼承，這也是“JDK動(dòng)態(tài)代理時(shí)，委托類必須實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口”的原因。

public final class HelloProxy extends Proxy implements IHello {

  private static Method m3;

  static {
    // 被調(diào)用的方法
     m3 = Class.forName("aop.IHello").getMethod("sayHello",
      new Class[] {Class.forName("java.lang.String")});
  }
  // 此處為上述實(shí)現(xiàn)的DynamicProxyHandler
  public HelloProxy(InvocationHandler paramInvocationHandler) {
    super(paramInvocationHandler);
  }
  //invoke方法就是在這里被調(diào)用的。
  public final void sayHello(String paramString) {
    try {
      this.h.invoke(this, m3, new Object[] {paramString});
      return;
    } catch (Error | RuntimeException localError) {
      throw localError;
    } catch (Throwable localThrowable) {
      throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
    }
  }
｝

3.3 InvocationHandler接口

InvocationHandler僅有一個(gè)方法，即invoke方法，它接受三個(gè)參數(shù)。proxy是代理類的實(shí)例；method是委托類被調(diào)用的方法；args是傳入method的參數(shù)。

 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
    throws Throwable;

3.4 Proxy類

Proxy類的使命就是為了獲取代理對象，在上面的例子中，我們就是使用它的newProxyInstance方法,獲取到了代理對象。其主要代碼如下。

/**
 *loader： 類加載器
 *interfaces：target實(shí)現(xiàn)的接口
 *h：InvocationHandler的實(shí)現(xiàn)類 
 */
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,
   InvocationHandler h)throws IllegalArgumentException {

    //查找或者生成動(dòng)態(tài)代理類。動(dòng)態(tài)代理類的生成是在ProxyGenerator中實(shí)現(xiàn)的。
    Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);

    // 調(diào)用代理對象的構(gòu)造方法
    final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
    // 把InvocationHandler實(shí)現(xiàn)類的實(shí)例傳遞到構(gòu)造方法中
    final InvocationHandler ih = h;
    if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {
        AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
            public Void run() {
                cons.setAccessible(true);
                return null;
            }
        });
    }
    // 返回生成的代理類的實(shí)例。
    return cons.newInstance(new Object[]{h});
 }

4. cglib動(dòng)態(tài)代理

JDK動(dòng)態(tài)代理使用簡單，但存在著委托類必須實(shí)現(xiàn)一個(gè)或者多個(gè)接口；如果委托類沒有實(shí)現(xiàn)接口，而又要代理它，就可以使用CGLIB包。Spring AOP同時(shí)使用JDK動(dòng)態(tài)代理和cglib；默認(rèn)情況下，實(shí)現(xiàn)接口的類使用JDK動(dòng)態(tài)代理；沒有實(shí)現(xiàn)接口的類，使用cglib。

cglib通過使用字節(jié)碼處理框架ASM(Java字節(jié)碼操控框架)，來轉(zhuǎn)換字節(jié)碼并生成新的類；其原理是對指定的目標(biāo)類生成一個(gè)子類，并覆蓋其中方法實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)，但因?yàn)椴捎玫氖抢^承，所以不能對final修飾的類進(jìn)行代理。

下面是使用cglib的例子。

public class CglibMain {
  public static void main(String[] args) {
    // 實(shí)例化 target，沒有使用接口
    Hello hello = new Hello();
    // 實(shí)例化CglibProxy
    MyCglibProxy cglib = new MyCglibProxy();
    // 通過cglib獲取代理對象
    Hello proxy = (Hello) cglib.getInstance(hello);
    // 調(diào)用代理對象的方法
    proxy.sayHello("world");
  }
}


class MyCglibProxy implements MethodInterceptor {
  // 被代理的對象
  private Object target;

  /**
   * 創(chuàng)建代理對象
   */
  public Object getInstance(Object target) {
    this.target = target;
    Enhancer enhancer = new Enhancer();
    enhancer.setSuperclass(this.target.getClass());
    // 回調(diào)方法
    enhancer.setCallback(this);
    // 創(chuàng)建代理對象
    return enhancer.create();
  }

  @Override
  public Object intercept(Object obj, Method method,
      Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
    System.out.println(method.getName() + " before-----------");
    // 生成的代理對象是委托類的子類，因此調(diào)用了super method
    Object result = methodProxy.invokeSuper(obj, args);
    System.out.println(method.getName() + " after-----------");
    return result;
  }

}

結(jié)果輸出如下。

sayHello before-----------
Hello, world
sayHello after-----------

5. 總結(jié)

以上是對Spring AOP的總結(jié)，我們記錄AOP的概念、應(yīng)用場景，編寫了一個(gè)AOP的小例子，并分析了動(dòng)態(tài)代理的生成過程。動(dòng)態(tài)代理的生成過程對應(yīng)Spring中源代碼分別是JdkDynamicAopProxy和CglibAopProxy，它們的package都是org.springframework.aop.framework，在spring-aop-*.jar中。

http://blog.csdn.net/moreevan/article/details/11977115
http://rejoy.iteye.com/blog/1627405
http://blog.csdn.net/xiaohai0504/article/details/6832990

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Spring AOP的一點(diǎn)總結(jié)

Spring AOP的一點(diǎn)總結(jié)

1. Spring AOP介紹

1.1 小明搬磚的故事

1.2 AOP使用的場景

1.3 AOP的相關(guān)概念

2. 基于@Aspect的AOP編程實(shí)踐

2.1 pom.xml中引入AOP

2.2 HelloController

2.3 ApiAspect切面

3. Java動(dòng)態(tài)代理

3.1 Java動(dòng)態(tài)代理的使用

3.2 誰調(diào)用了invoke方法

3.3 InvocationHandler接口

3.4 Proxy類

4. cglib動(dòng)態(tài)代理

5. 總結(jié)

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2.2 HelloController

2.3 ApiAspect切面

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