【Java教程】Day22-13 Spring框架：使用AOP——避坑指南

最新推荐文章于 2025-02-06 22:13:09 发布

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在本节中，我们将深入探讨Spring框架中的AOP（面向切面编程）。无论是通过AspectJ语法，还是配合注解，AOP的核心思想都是通过代理模式动态地将逻辑“织入”到目标方法中。我们将会用一个实际的例子来阐述Spring如何通过CGLIB实现动态代理，以及在此过程中可能出现的问题和解决方案。

1. AOP的基本概念

AOP的本质是代理模式，Spring通过CGLIB在运行期动态创建代理类，将切面逻辑织入目标方法执行的前后。这样，调用方在不知情的情况下，依然能够执行目标方法，同时，运行时自动执行其他的附加逻辑。

1.1 AOP的工作原理

Spring使用CGLIB（Code Generation Library）来为目标对象动态生成代理类。CGLIB会通过字节码技术生成目标类的子类，并在代理类中覆盖目标类的方法，以实现方法增强功能。这些增强功能通常由切面类（Aspect）定义。

2. 一个实际的AOP示例

让我们通过一个实际例子来演示如何使用Spring的AOP功能。

2.1 定义UserService类

首先，我们定义一个UserService类，包含一些简单的方法和一个成员变量。

java@Componentpublic class UserService {    public final ZoneId zoneId = ZoneId.systemDefault();    public UserService() {        System.out.println("UserService(): init...");        System.out.println("UserService(): zoneId = " + this.zoneId);    }    public ZoneId getZoneId() {        return zoneId;    }    public final ZoneId getFinalZoneId() {        return zoneId;    }}

2.2 定义MailService类

然后，我们定义一个MailService类，在其中注入UserService。

java@Componentpublic class MailService {    @Autowired    UserService userService;    public String sendMail() {        ZoneId zoneId = userService.zoneId;        String dt = ZonedDateTime.now(zoneId).toString();        return "Hello, it is " + dt;    }}

2.3 测试代码

我们编写一个main方法来测试MailService和UserService的功能。

java@Configuration@ComponentScanpublic class AppConfig {    public static void main(String[] args) {        ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);        MailService mailService = context.getBean(MailService.class);        System.out.println(mailService.sendMail());    }}

输出结果将显示：

scssUserService(): init...UserService(): zoneId = Asia/ShanghaiHello, it is 2020-04-12T10:23:22.917721+08:00[Asia/Shanghai]

2.4 添加AOP支持

接下来，我们为UserService添加一个简单的LoggingAspect，用于在方法执行前打印日志。

java@Aspect@Componentpublic class LoggingAspect {    @Before("execution(public * com..*.UserService.*(..))")    public void doAccessCheck() {        System.err.println("[Before] do access check...");    }}

在AppConfig类上添加@EnableAspectJAutoProxy来启用AOP支持。

java@Configuration@ComponentScan@EnableAspectJAutoProxypublic class AppConfig {    public static void main(String[] args) {        ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);        MailService mailService = context.getBean(MailService.class);        System.out.println(mailService.sendMail());    }}

2.5 运行并遇到异常

重新运行程序时，你会遇到如下异常：

phpException in thread "main" java.lang.NullPointerException: zone    at java.base/java.util.Objects.requireNonNull(Objects.java:246)    at java.base/java.time.Clock.system(Clock.java:203)    at java.base/java.time.ZonedDateTime.now(ZonedDateTime.java:216)    at com.itranswarp.learnjava.service.MailService.sendMail(MailService.java:19)    at com.itranswarp.learnjava.AppConfig.main(AppConfig.java:21)

2.6 追踪问题

在MailService.sendMail()方法中，zoneId字段的值为null，这是由于在代理类中没有初始化zoneId字段。我们通过深入分析CGLIB代理的实现来发现，代理类并没有初始化继承自UserService的成员变量，尤其是final字段。

2.7 AOP代理机制解析

Spring通过CGLIB生成代理类时，会生成一个类似UserService$$EnhancerBySpringCGLIB的类，它会继承UserService并覆写所有公共方法。代理类不会初始化继承的成员变量，因此zoneId字段未被初始化，导致NullPointerException。

2.8 修复方案

为了解决这个问题，我们需要避免直接访问字段，而是通过方法访问成员变量。修改MailService中的代码，使用getZoneId()方法来访问zoneId：

java@Componentpublic class MailService {    @Autowired    UserService userService;    public String sendMail() {        ZoneId zoneId = userService.getZoneId(); // 通过方法访问成员变量        System.out.println(zoneId);        ...    }}

这样，无论注入的是原始实例还是代理实例，都可以正常访问zoneId。

3. AOP中的final方法问题

如果在UserService中定义了final方法，例如getFinalZoneId()，当我们尝试通过AOP代理调用这个方法时，会遇到NullPointerException。这是因为CGLIB无法代理final方法，代理类无法覆写该方法，因此会导致final字段在代理类中为null。