《Spring技术内幕》学习笔记7——AOP基础-优快云博客

本文详细解析了面向方面编程(AOP)的基本概念、与面向对象编程(OOP)的区别、常用技术及实现方式，深入探讨了AOP中的关键术语如切面、连接点、切入点、通知、目标对象和织入等，并介绍了AOP体系结构。

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原文链接http://blog.youkuaiyun.com/chjttony/article/details/6303141

1.AOP基本概念：Aspect-Oriented Programming，面向方面编程的简称，Aspect是一种新的模块化机制，用来描述分散在对象、类或方法中的横切关注点(crosscutting concern)，从关注点中分离出横切关注点是面向方面程序设计的核心所在。分离关注点使得解决特定领域问题的代码从业务逻辑中独立出来，业务逻辑的代码中不再含有针对特定领域问题代码的调用，业务逻辑同特定领域问题的关系通过方面来封装、维护，这样原本分散在整个应用程序中的变动就可以很好地管理起来。

2.AOP和OOP的区别：

面向方面编程AOP和面向对象编程OOP在字面上虽然非常类似，但却是面向不同领域的两种设计思想。OOP针对业务处理过程的实体及其属性和行为进行抽象封装，以获得更加清晰高效的逻辑单元划分。而AOP则是针对业务处理过程中的切面进行提取，它所面对的是处理过程中的某个步骤或阶段，以获得逻辑过程中各部分之间低耦合性的隔离效果。

3. AOP常用的技术以及实现：

常用的AOP技术有：

(1).AspectJ：源代码和字节码级别的方面编织器，用户需要使用不同于java的新语言。

(2).AspectWerkz：AOP框架，使用字节码动态编织器和XML配置。

(3).JBoss-AOP：基于拦截器和元数据的AOP框架，运行在JBoss应用服务器上。

AOP中使用的一些实现技术有：、

(1).BCEL：Byte-Code Engineering Library，Java字节码操作类库。

(2).Javassist：Java字节码操作类库，JBoss的一个子项目。

4.面向方面编程(AOP)的常用术语：

(1).切面Aspect： Aspect 声明类似于 Java 中的类声明，在 Aspect 中会包含着一些切入点Pointcut 以及对切入点进行相应的操作的通知Advice。

(2).连接点Joint point：表示在程序中明确定义的点，典型的包括方法调用，对类成员的访问以及异常处理程序块的执行等等，它自身还可以嵌套其它连接点jointpoint。

(3).切入点Pointcut：表示一组连接点jointpoint，这些连接点或是通过逻辑关系组合起来，或是通过通配、正则表达式等方式集中起来，它定义了相应的操作处理通知Advice将要发生的地方。

(4).通知Advice：Advice 定义了在切入点pointcut 里面定义的程序点具体要做的操作和处理，它通过before、after 和 around 来区别是在每个切入点之前、之后还是代替执行的代码。

(5).目标对象Target：代理的目标对象，即切面要被应用到的目标对象。

(6).织入Weave：指将切面应用到目标对象，并导致代理对象创建的过程。

5.AOP的体系结构：

AOP联盟定义的AOP体系结构如下：

层次3语言和开发环境：基础是指待增加对象或者目标对象；切面通常包括对于基础的增加应用；配置是指AOP体系中提供的配置环境或者编织配置，通过该配置AOP将基础和切面结合起来，从而完成切面对目标对象的编织实现。

层次2面向方面系统：配置模型，逻辑配置和AOP模型是为上策的语言和开发环境提供支持的，主要功能是将需要增强的目标对象、切面和配置使用AOP的API转换、抽象、封装成面向方面中的逻辑模型。

层次1底层编织实现模块：主要是将面向方面系统抽象封装的AOP模型编织进待增强的目标对象的实现技术。

6．Advice通知：

Advice通知是AOP联盟定义的一个接口，定义当拦截到连接点做相应的处理操作，为切面增强提供织入接口。在Spring AOP中，通知主要描述Spring AOP围绕方法调用而注入切面的行为，Spring AOP的通知扩展了AOP联盟的通知接口，提供了前置通知BeforeAdvice、后置通知AfterReturnAdvice、最终通知AfterAdvice和例外通知ThrowAdvice等。

(1).以一个方法为例，讲解Spring中通知的类型：

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public 返回类型方法名(参数列表){ ——>环绕通知
方法前处理代码 ——> 前置通知
try{
方法具体实现(方法体)…….
方法后处理代码 ——> 后置通知
}Catch(异常类型 e){
异常处理…… ——> 例外通知
}finally{
最后处理代理…… ——> 最终通知
}
}

(2).前置通知BeforeAdvice：

a.前置通知的源码如下：

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package org.springframework.aop;
import org.aopalliance.aop.Advice;
public interface BeforeAdvice extends Advice {
}

其中Advice是AOP联盟提供的通知接口。

b.前置通知子接口方法前置通知 MethodBeforeAdvice：

在前置通知BeforeAdvice的继承关系中，定义了为代增强目标方法设置的前置增强接口方法前置通知MethodBeforeAdvice，源码如下：

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public interface MethodBeforeAdvice extends BeforeAdvice {
//前置方法通知的回调方法，在目标对象方法被调用之前调用
//method参数是目标方法的反射对象，args是目标方法的输入参数数组
void before(Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable;
}

c.前置方法通知实现类CountingBeforeAdvice：

方法前置通知MethodBeforeAdvice接口的实现类比较多，我们以最简单的 CountingBeforeAdvice为例，分析方法前置通知所做的具体操作，CountingBeforeAdvice的源码如下：

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public class CountingBeforeAdvice extends MethodCounter implements MethodBeforeAdvice {
//实现方法前置通知MethodBeforeAdvice接口的方法
public void before(Method m, Object[] args, Object target) throws Throwable {
//以目标对象方法作为参数，调用父类MethodCounter的count方法统计方法调用次数
count(m);
}
}
CountingBeforeAdvice的父类MethodCounter的源码如下：
public class MethodCounter implements Serializable {
//方法名—>方法调用次数的map集合，存储方法的调用次数
private HashMap<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
//所有方法的总调用次数
private int allCount;
//统计方法调用次数，CountingBeforeAdvice的调用入口
protected void count(Method m) {
count(m.getName());
}
//统计指定名称方法的调用次数
protected void count(String methodName) {
//从方法名—>方法调用次数集合中获取指定名称方法的调用次数
Integer i = map.get(methodName);
//如果调用次数不为null，则将调用次数加1，如果调用次数为null，则设置调用次数为1
i = (i != null) ? new Integer(i.intValue() + 1) : new Integer(1);
//重新设置集合中保存的方法调用次数
map.put(methodName, i);
//所有方法总调用次数加1
++allCount;
}
//获取指定名称方法的调用次数
public int getCalls(String methodName) {
Integer i = map.get(methodName);
return (i != null ? i.intValue() : 0);
}
//获取所有方法的总调用次数
public int getCalls() {
return allCount;
}
public boolean equals(Object other) {
return (other != null && other.getClass() == this.getClass());
}
public int hashCode() {
return getClass().hashCode();
}
}

(3).最终通知 AfterAdvice：

a.最终通知AfterAdvice的源码：

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public interface AfterAdvice extends Advice {
}

和前置通知一样，最终通知也是继承了AOP联盟定义的Advice接口。

b.最终通知的子接口后置通知AfterReturningAdvice：

最终通知的继承体系中，后置通知AfterReturningAdvice接口继承了最终通知接口，源码如下：

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public interface AfterReturningAdvice extends AfterAdvice {
//后置通知的回调方法，在目标方法对象调用结束并成功返回之后调用
// returnValue参数为目标方法对象的返回值，method参数为目标方法对象，args为
//目标方法对象的输入参数
void afterReturning(Object returnValue, Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable;
}

c.后置通知的实现类 CountingAfterReturningAdvice：

后置通知接口AfterReturningAdvice的实现类也比较多，我们以CountingAfterReturningAdvice类为例，分析后置通知的具体操作：

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public class CountingAfterReturningAdvice extends MethodCounter implements AfterReturningAdvice {
//实现后置通知AfterReturningAdvice的回调方法
public void afterReturning(Object o, Method m, Object[] args, Object target) throws Throwable {
//调用父类MethodCounter的count方法，统计方法的调用次数
count(m);
}
}

(4).例外通知ThrowAdvice：

a.例外通知ThrowAdvice的源码

例外通知ThrowAdvice接口也继承自最终通知AfterAdvice，其源码如下：

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public interface ThrowsAdvice extends AfterAdvice {
}

b.例外通知实现类CountingThrowsAdvice：

例外通知并没有指定需要实现的接口方法，它在抛出异常时被回调，这个回调是AOP利用JDK的反射机制来完成的，我们以其实现类CountingThrowsAdvice为例分析例外通知的用法，源码如下：

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public static class CountingThrowsAdvice extends MethodCounter implements ThrowsAdvice {
//当抛出IO类型的异常时的回调方法，统计异常被调用的次数
public void afterThrowing(IOException ex) throws Throwable {
count(IOException.class.getName());
}
//当抛出UncheckedException类型异常时的回调方法，统计异常被调用的次数
public void afterThrowing(UncheckedException ex) throws Throwable {
count(UncheckedException.class.getName());
}
}

7.Pointcur切入点：

Pointcut切入点决定通知Advice应该作用于哪个连接点，即通过Pointcut切入点来定义目标对象中需要使用AOP增强的方法集合，这些集合的选取可以按照一定的规则来完成。

Pointcut通常意味着标识方法，这些需要增强的方法可以被某个正则表达式进行标识，或者根据指定方法名进行匹配等。

(1).Pointcut切入点源码：

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public interface Pointcut {
//获取类过滤器
ClassFilter getClassFilter();
//获取匹配切入点的方法
MethodMatcher getMethodMatcher();
//总匹配的标准切入点实例
Pointcut TRUE = TruePointcut.INSTANCE;
}

(2).Pointcut接口的实现类JdkRegexpMethodPointcut：

查看Pointcut切入点的继承体系，发现Pointcut切入点的实现类非常的多，如针对注解配置的AnnotationMatchingPointcut、针对正则表达式的 JdkRegexpMethodPointcut等等，我们以JdkRegexpMethodPointcut为例，分析切入点匹配的具体实现，源码如下：

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public class JdkRegexpMethodPointcut extends AbstractRegexpMethodPointcut {
//要编译的正则表达式模式
private Pattern[] compiledPatterns = new Pattern[0];
//编译时要排除的正则表达式模式
private Pattern[] compiledExclusionPatterns = new Pattern[0];
//将给定的模式字符串数组初始化为编译的正则表达式模式
protected void initPatternRepresentation(String[] patterns) throws PatternSyntaxException {
this.compiledPatterns = compilePatterns(patterns);
}
//将给定的模式字符串数组初始化为编译时要排除的正则表达式模式
protected void initExcludedPatternRepresentation(String[] excludedPatterns) throws PatternSyntaxException {
this.compiledExclusionPatterns = compilePatterns(excludedPatterns);
}
//使用正则表达式匹配给定的名称
protected boolean matches(String pattern, int patternIndex) {
Matcher matcher = this.compiledPatterns[patternIndex].matcher(pattern);
return matcher.matches();
}
//使用要排除的正则表达式匹配给定的名称
protected boolean matchesExclusion(String candidate, int patternIndex) {
Matcher matcher = this.compiledExclusionPatterns[patternIndex].matcher(candidate);
return matcher.matches();
}
//将给定的字符串数组编译为正则表达的模式
private Pattern[] compilePatterns(String[] source) throws PatternSyntaxException {
Pattern[] destination = new Pattern[source.length];
for (int i = 0; i < source.length; i++) {
destination[i] = Pattern.compile(source[i]);
}
return destination;
}
}

从上面的源码分析中，我们可以看到，最简单的使用正则表达式匹配的Pointcut切入点基本功能就是根据正则表达式判断方法名等是否匹配。

8.Advisor通知器：

当完成对目标对象方法的增强行为操作(Advice)和切入点Point的设计开发之后，需要一个对象将目标对象、增强行为和切入点三者结合起来，通知器Advisor就是一个实现这个功能的对象，即通过Advisor通知器，可以定义那些目标对象的那些方法在什么地方使用这些增加的行为。

(1).Advisor通知器：

Advisor通知器的源码如下：

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public interface Advisor {
//获取切面的通知Advice
Advice getAdvice();
//判断这个通知是否和某个特定的实例对象相关
boolean isPerInstance();
}

(2). Advisor通知器的实现类 DefaultPointcutAdvisor：

查看Advisor通知器的继承体系，发现Advisor的实现类很多，我们以最常用的 DefaultPointcutAdvisor为例，分析通知器的工作原理。

a. DefaultPointcutAdvisor源码如下：

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public class DefaultPointcutAdvisor extends AbstractGenericPointcutAdvisor implements Serializable {
//默认切入点
//Pointcut.TRUE在切入点中的定义为：Pointcut TRUE = TruePointcut.INSTANCE;
private Pointcut pointcut = Pointcut.TRUE;
//无参构造方法，创建一个空的通知器
public DefaultPointcutAdvisor() {
}
//创建一个匹配所有方法的通知器
public DefaultPointcutAdvisor(Advice advice) {
this(Pointcut.TRUE, advice);
}
//创建一个指定切入点和通知的通知器
public DefaultPointcutAdvisor(Pointcut pointcut, Advice advice) {
this.pointcut = pointcut;
setAdvice(advice);
}
//为通知设置切入点
public void setPointcut(Pointcut pointcut) {
this.pointcut = (pointcut != null ? pointcut : Pointcut.TRUE);
}
//获取切入点
public Pointcut getPointcut() {
return this.pointcut;
}
public String toString() {
return getClass().getName() + ": pointcut [" + getPointcut() + "]; advice [" + getAdvice() + "]";
}
}