重新认识spring(4)-4

面向切面的Spring

• 面向切面编程的基本原理
• 通过POJO创建切面
• 使用@AspectJ注解
• 为AspectJ切面注入依赖

在软件开发中，散布于应用中多处的功能被称为横切关注点（cross-cutting concern）。通常来讲，这些横切关注点从概念上是与应用的业务逻辑相分离的（但是往往会直接嵌入到应用的业务逻辑之中）。把这些横切关注点与业务逻辑相分离正是面向切面编程（AOP）所要解决的问题。

DI有助于应用对象之间的解耦，而AOP可以实现横切关注点与它们所影响的对象之间的解耦。

面向切面编程

如果要重用通用功能的话，最常见的面向对象技术是继承（inheritance）或委托（delegation）。但是，如果在整个应用中都使
用相同的基类，继承往往会导致一个脆弱的对象体系；而使用委托可能需要对委托对象进行复杂的调用。

切面提供了取代继承和委托的另一种可选方案，而且在很多场景下更清晰简洁。在使用面向切面编程时，我们仍然在一个地方定义通用功能，但是可以通过声明的方式定义这个功能要以何种方式在何处应用，而无需修改受影响的类。

横切关注点可以被模块化为特殊的类，这些类被称为切面（aspect）。这样做有两个好处：首先，现在每个关注点都集中于一个地方，而不是分散到多处代码中；其次，服务模块更简洁，因为它们只包含主要关注点（或核心功能）的代码，而次要关注点的代码被转移到切面中了。

定义AOP术语

描述切面的常用术语有通知（advice）、切点（pointcut）和连接点（join point）。

通知（Advice）：在AOP术语中，切面的工作被称为通知。通知定义了切面是什么以及何时使用。除了描述切面要完成的工作，
通知还解决了何时执行这个工作的问题。

Spring切面可以应用5种类型的通知：

• 前置通知（Before）：在目标方法被调用之前调用通知功能；
• 后置通知（After）：在目标方法完成之后调用通知，此时不会关心方法的输出是什么；
• 返回通知（After-returning）：在目标方法成功执行之后调用通知；
• 异常通知（After-throwing）：在目标方法抛出异常后调用通知；
• 环绕通知（Around）：通知包裹了被通知的方法，在被通知的方法调用之前和调用之后执行自定义的行为。

连接点（Join point）：连接点是在应用执行过程中能够插入切面的一个点。这个点可以是调用方法时、抛出异常时、甚至修改一个字段时。切面代码可以利用这些点插入到应用的正常流程之中，并添加新的行为。

切点（Poincut）：如果说通知定义了切面的“什么”和“何时”的话，那么切点就定义了“何处”。切点的定义会匹配通知所要织入的一个或多个连接点。我们通常使用明确的类和方法名称，或是利用正则表达式定义所匹配的类和方法名称来指定这些切点。有些AOP框架允许我们创建动态的切点，可以根据运行时的决策（比如方法的参数值）来决定是否应用通知。

切面（Aspect）：切面是通知和切点的结合。通知和切点共同定义了切面的全部内容——它是什么，在何时和何处完成其功能。

引入（Introduction）：引入允许我们向现有的类添加新方法或属性。例如，我们可以创建一个Auditable通知类，该类记录了对象最后一次修改时的状态。这很简单，只需一个方法，setLastModified(Date)，和一个实例变量来保存这个状态。然后，这个新方法和实例变量就可以被引入到现有的类中，从而可以在无需修改这些现有的类的情况下，让它们具有新的行为和状态。

织入（Weaving）：织入是把切面应用到目标对象并创建新的代理对象的过程。切面在指定的连接点被织入到目标对象中。在目标对象的生命周期里有多个点可以进行织入：

• 编译期：切面在目标类编译时被织入。这种方式需要特殊的编译器。AspectJ的织入编译器就是以这种方式织入切面的。
• 类加载期：切面在目标类加载到JVM时被织入。这种方式需要特殊的类加载器（ClassLoader），它可以在目标类被引入应用之前增强该目标类的字节码。AspectJ 5的加载时织入（load-timeweaving，LTW）就支持以这种方式织入切面。
• 运行期：切面在应用运行的某个时刻被织入。一般情况下，在织入切面时，AOP容器会为目标对象动态地创建一个代理对象。Spring AOP就是以这种方式织入切面的。

Spring对AOP的支持

Spring提供了4种类型的AOP支持：

• 基于代理的经典Spring AOP；
• 纯POJO切面；
• @AspectJ注解驱动的切面；
• 注入式AspectJ切面（适用于Spring各版本）

前三种都是Spring AOP实现的变体，Spring AOP构建在动态代理基础之上，因此，Spring对AOP的支持局限于方法拦截。

借助Spring的aop命名空间，我们可以将纯POJO转换为切面。实际上，这些POJO只是提供了满足切点条件时所要调用的方法。遗憾的是，这种技术需要XML配置，但这的确是声明式地将对象转换为切面的简便方式。

Spring借鉴了AspectJ的切面，以提供注解驱动的AOP。本质上，它依然是Spring基于代理的AOP，但是编程模型几乎与编写成熟的AspectJ注解切面完全一致。这种AOP风格的好处在于能够不使用XML来完成功能。

Spring通知是Java编写的

Spring所创建的通知都是用标准的Java类编写的。而且，定义通知所应用的切点通常会使用注解或在Spring配置文件里采用XML来编写

AspectJ与之相反。虽然AspectJ现在支持基于注解的切面，但AspectJ最初是以Java语言扩展的方式实现的。这种方式有优点也有缺点。通过特有的AOP语言，我们可以获得更强大和细粒度的控制，以及更丰富的AOP工具集，但是我们需要额外学习新的工具和语法。

Spring在运行时通知对象

通过在代理类中包裹切面，Spring在运行期把切面织入到Spring管理的bean中。代理类封装了目标类，并拦截被通知方法的
调用，再把调用转发给真正的目标bean。当代理拦截到方法调用时，在调用目标bean方法之前，会执行切面逻辑。

Spring只支持方法级别的连接点

正如前面所探讨过的，通过使用各种AOP方案可以支持多种连接点模型。因为Spring基于动态代理，所以Spring只支持方法连接点。这与一些其他的AOP框架是不同的，例如AspectJ和JBoss，除了方法切点，它们还提供了字段和构造器接入点。Spring缺少对字段连接点的支持，无法让我们创建细粒度的通知，例如拦截对象字段的修改。而且它不支持构造器连接点，我们就无法在bean创建时应用通知。

通过切点来选择连接点

关于Spring AOP的AspectJ切点，最重要的一点就是Spring仅支持AspectJ切点指示器（pointcut designator）的一个子集Spring是基于代理的，而某些切点表达式是与基于代理的AOP无关的。

表4列出了Spring AOP所支持的AspectJ切点指示器。

当我们查看如上所展示的这些Spring支持的指示器时，注意只有execution指示器是实际执行匹配的，而其他的指示器都是用来
限制匹配的。这说明execution指示器是我们在编写切点定义时最主要使用的指示器。

编写切点：为了阐述Spring中的切面，我们需要有个主题来定义切面的切点。为此，我们定义一个Performance接口：

假设我们想编写Performance的perform()方法触发的通知：

我们使用execution()指示器选择Performance的perform()方法。方法表达式以“*”号开始，表明了我们不关心方法返回值的类
型。然后，我们指定了全限定类名和方法名。对于方法参数列表，我们使用两个点号（..）表明切点要选择任意的perform()方法，无论该方法的入参是什么。

现在假设我们需要配置的切点仅匹配concert包。在此场景下，可以使用within()指示器来限制匹配:

在切点中选择bean:为了阐述Spring中的切面，我们需要有个主题来定义切面的切点。为此，我们定义一个Performance接口：

Spring还引入了一个新的bean()指示器，它允许我们在切点表达式中使用bean的ID来标识bean。bean()使用bean ID或bean名称作为参数来限制切点只匹配特定的bean。

在这里，我们希望在执行Performance的perform()方法时应用通知，但限定bean的ID为woodstock。

某些场景下，限定切点为指定的bean或许很有意义，但我们还可以使用非操作为除了特定ID以外的其他bean应用通知：

使用注解创建切面:

使用注解来创建切面是AspectJ 5所引入的关键特性。AspectJ 5之前，编写AspectJ切面需要学习一种Java语言的扩展，但是AspectJ面向注解的模型可以非常简便地通过少量注解把任意类转变为切面

定义切面:Audience类：观看演出的切面

Audience类使用@AspectJ注解进行了标注。该注解表明Audience不仅仅是一个POJO，还是一个切面。Audience类中的
方法都使用注解来定义切面的具体行为。

Spring使用AspectJ注解来声明通知方法:

@Pointcut注解能够在一个@AspectJ切面内定义可重用的切点。

使用JavaConfig的话，可以在配置类的类级别上通过使用EnableAspectJ-AutoProxy注解启用自动代理功能。

在XML中，通过Spring的aop命名空间启用AspectJ自动代理

创建环绕通知:环绕通知是最为强大的通知类型。它能够让你所编写的逻辑将被通知的目标方法完全包装起来。实际上就像在一个通知方法中同时编写前置通知和后置通知。

处理通知中的参数:

 

通过注解引入新功能:一些编程语言，例如Ruby和Groovy，有开放类的理念。它们可以不用直接修改对象或类的定义就能够为对象或类增加新的方法。不过，Java并不是动态语言。一旦类编译完成了，我们就很难再为该类添加新的功能了。

在XML中声明切面

声明前置和后置通知:

使用<aop:pointcut>定义命名切点

声明环绕通知

在XML中使用<aop:around>元素声明环绕通知

为通知传递参数:

通过切面引入新的功能：

DeclareParents注解为被通知的方法神奇地引入新的方法。但是AOP引入并不是AspectJ特有的。使用Spring aop命名空间中的<aop:declare-parents>元素，我们可以实现相同的功能。

注入AspectJ切面

 

总结：AOP是面向对象编程的一个强大补充。通过AspectJ，我们现在可以把之前分散在应用各处的行为放入可重用的模块中。我们显示地声明在何处如何应用该行为。这有效减少了代码冗余，并让我们的类关注自身的主要功能。

Spring提供了一个AOP框架，让我们把切面插入到方法执行的周围。现在我们已经学会如何把通知织入前置、后置和环绕方法的调用中，以及为处理异常增加自定义的行为。

关于在Spring应用中如何使用切面，我们可以有多种选择。通过使用@AspectJ注解和简化的配置命名空间，在Spring中装配通知和切点变得非常简单。