SpringBoot—集成AOP详解（面向切面编程Aspect）

AOP介绍

AOP概述

  AOP是Aspect-Oriented Programming，即为面向（切面）方面编程。在维基百科中的解释：Aspect是一种新的模块化机制，用来描述分散在对象、类或函数中的横切关注点。从关注点中分离出横切关注点是面向切面的程序设计核心概念。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，业务逻辑代码不需要再包含针对特定领域问题代码的调用，比如一些公用模块的日志、安全等代码。
  代码通过切面抽离，更加整齐和清晰，将重复的代码抽取出来单独的进行维护，在需要使用的时候，统一调用这些公共模块的代码，这样一个类就是一个基本的模块，方便统一维护和扩展更新。
  AOP就是为业务实现提供了切面注入的一种机制，将定义好的切面通过切入点（pointcut）在业务逻辑中进行绑定。比如SpringBoot微服务中的所有controller层需要对http请求进行一些常规日志的打印，如果每次在controller进行打印，代码就会冗余，如果说将这些公共代码进行封装，也需要每一个controller类进行调用，所以AOP出现的恰到好处，这时候引入AOP对http相关的日志逻辑进行统一管理编写代码，不需要controller层进行调用，只需要创建一个切面，并通过切入点绑定controller即可，下面的示例会讲到。

AOP相关术语

Spring AOP

• 切面（Aspect）：是指横切多个对象的关注点的一个模块化，事务管理就是J2EE应用中横切关注点的很好示例。在Spring AOP中，切面通过常规类（基本模式方法）或者通过使用了注解@Aspect的常规类来实现。
• 连接点（Joint point）:是指在程序执行期间的一个点，比如某个方法的执行或者是某个异常的处理。在Spring AOP中，一个连接点往往代表的是一个方法执行。
• 通知（Advice）：是指切面在某个特殊连接点上执行的动作。通知有不同类型，包括"around","before"和"after"通知。许多AOP框架包括Spring，将通知建模成一个拦截器，并且围绕连接点维持一个拦截器链。
• 切入点（Pointcut）：是指匹配连接点的一个断言。通知是和一个切入点表达式关联的，并且在任何被切入点匹配的连接点上运行（举例，使用特定的名字执行某个方法）。AOP的核心就是切入点表达式匹配连接点的思想。Spring默认使用AspectJ切入点表达式语言
• 引入（Introduction）：代表了对一个类型额外的方法或者属性的声明。Spring AOP允许引入新接口到任何被通知对象（以及一个对应实现）。比如，可以使用一个引入去使一个bean实现IsModified接口，从而简化缓存机制。（在AspectJ社区中，一个引入也称为一个inter-type declaration类型间声明）
• 目标对象（Target object）：是指被一个或多个切面通知的那个对象。也指被通知对象（"advised object"），由于Spring AOP是通过运行时代理事项的，这个目标对象往往是一个代理对象。
• AOP 代理（AOP proxy）：是指通过AOP框架创建的对象，用来实现切面合约的（执行通知方法等等）。在Spring框架中，一个AOP代理是一个JDK动态代理或者是一个CGLIB代理。
• 织入（Weaving）：将切面和其他应用类型或者对象连接起来，创骗一个被通知对象。这些可以在编译时（如使用AspectJ编译器）、加载时或者运行时完成。Spring AOP，比如其他纯Java AOP框架一般是在运行时完成织入。

AOP Advice相关术语

• 前置通知（Before advice）：在一个连接点之前执行的通知。但这种通知不能阻止连接点的执行流程（除非它抛出一个异常）
• 后置返回通知（After returning advice）：在一个连接点正常完成后执行的通知（如，如果一个方法没有抛出异常的返回）
• 后置异常通知（After throwing advice）：在一个方法抛出一个异常退出时执行的通知。
• 后置（最终）通知（After(finally) advice）：在一个连接点退出时（不管是正常还是异常返回）执行的通知。
• 环绕通知（Around advice）：环绕一个连接点的通知，比如方法的调用。这是一个最强大的通知类型。环绕通知可以在方法调用之前和之后完成自定义的行为。也负责通过返回自己的返回值或者抛出异常这些方式，选择是否继续执行连接点或者简化被通知方法的执行。

SpringBoot中集成AOP

1）pom.xml引入

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

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

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

        <dependency>
            <groupId>org.aspectj</groupId>
            <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
            <version>1.9.1</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.aspectj</groupId>
            <artifactId>aspectjrt</artifactId>
            <version>1.9.1</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>fastjson</artifactId>
            <version>1.2.14</version>
        </dependency>
    </dependencies>

其中，关于aop相关的主要引入了支持切面编程的依赖：org.aspectj.aspectjweaver和org.aspectj.aspectjrt的依赖。aspectjweaver是aspectj的织入包，aspectjrt是aspectj的运行时包。

2）配置文件

server:
  context-path: /demo/v1
  port: 9000

3）controller类

package com.example.andya.demo.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.*;

/**
 * @author Andya
 * @create 2020-04-12 10:36
 */
@RestController
@RequestMapping("/aopTest")
public class AopController {

    @RequestMapping(value = "/sayHi/{name}", method = RequestMethod.GET)
    public String sayHi(@PathVariable(value = "name") String name) {
        return "hi, " + name;
    }
}

4）AOP层类

package com.example.andya.demo.aop;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.*;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.context.request.RequestAttributes;
import org.springframework.web.context.request.RequestContextHolder;
import org.springframework.web.context.request.ServletRequestAttributes;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpSession;
import java.util.Enumeration;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @author Andya
 * @create 2020-04-12 10:39
 */
@Aspect
@Component
public class WebLogAspect {

    private Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(WebLogAspect.class);

    ThreadLocal<Long> startTime = new ThreadLocal<>();

    /**
     * 定义切入点，以controller下所有包的请求为切入点
     */
    @Pointcut("execution(public * com.example.andya.demo.controller..*.*(..))*")
    public void webLog(){

    }

    /**
     *前置通知：在切入点之前执行的通知
     * @param joinPoint
     * @throws Throwable
     */
    @Before("webLog()")
    public void doBefore(JoinPoint joinPoint) throws Throwable {

        startTime.set(System.currentTimeMillis());

        ServletRequestAttributes servletRequestAttributes = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes();
        HttpServletRequest request = servletRequestAttributes.getRequest();


        //打印请求相关参数
        LOG.info("========================================== Start ==========================================");

        LOG.info("URL：" + request.getRequestURL().toString());

        LOG.info("HTTP_METHOD：" + request.getMethod());


        //header第一种格式展示
        Enumeration<String> enumeration = request.getHeaderNames();
        Map<String, String> headerMap = new HashMap<>();
        while (enumeration.hasMoreElements()) {
            String headerName = enumeration.nextElement();
            headerMap.put(headerName, request.getHeader(headerName));
        }
        String headerJsonStr = JSON.toJSONString(headerMap);
        if (headerJsonStr.length() > 0) {
            LOG.info("HTTP_HEADERS INFO IS: {}", headerJsonStr);
        }

        //header第二种格式展示
        LOG.info("HTTP_HEADERS: ");
        Enumeration<?> enumeration1 = request.getHeaderNames();
        while (enumeration1.hasMoreElements()) {
            String key = (String) enumeration1.nextElement();
            String value = request.getHeader(key);
            LOG.info("     {}: {}", key, value);
        }

        LOG.info("IP：" + request.getRemoteAddr());

        LOG.info("CLASS_METHOD：" + joinPoint.getSignature().getDeclaringTypeName() + "." + joinPoint.getSignature().getName());
        try {
            LOG.info("REQUEST BODY : [{}]", JSON.toJSONString(joinPoint.getArgs()[0]));
//            LOG.info("ARGS：{}", Arrays.toString(joinPoint.getArgs()));
        } catch (Exception e) {
            LOG.error("REQUEST BODY PARSE ERROR!");
        }

        HttpSession session = (HttpSession) servletRequestAttributes.resolveReference(RequestAttributes.REFERENCE_SESSION);
        LOG.info("SESSION ID：" + session.getId());


    }


//    /**
//     * 后置通知
//     * @param ret
//     * @throws Throwable
//     */
//    @AfterReturning(returning = "ret", pointcut = "webLog()")
//    public void doAfterReturning(Object ret) throws Throwable {
//        // 处理完请求，返回内容
//        LOG.info("RESPONSE : " + ret);
//        LOG.info("SPEND TIME : " + (System.currentTimeMillis() - startTime.get()));
//
//    }


    /**
     * 后置最终通知
     * @throws Throwable
     */
    @After("webLog()")
    public void doAfter() throws Throwable {
        LOG.info("=========================================== End ===========================================");
        // 每个请求之间空一行
        LOG.info("");
    }


    /**
     * 环绕通知
     * 环绕通知第一个参数必须是org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint类型
     * @param proceedingJoinPoint
     * @return
     * @throws Throwable
     */
    @Around("webLog()")
    public Object doAround(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint) throws Throwable {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        Object result = proceedingJoinPoint.proceed();
        String resultStr = JSON.toJSONString(result);
        // 打印出参
        LOG.info("RESPONSE ARGS  : {}", resultStr);
        // 执行耗时
        LOG.info("TIME-CONSUMING : {} ms", System.currentTimeMillis() - startTime);
        return result;
    }

}

其中：

• @Aspect注解是表示该类为切面类，@Component注解是将切面类加入到Ioc容器中。
• @Pointcut定义切入点为整个controller包下的所有函数。
• joinPoint.getArgs()获取目标方法的参数信息。
• joinPoint.getSignature()获取通知的签名，并且通过joinPoint.getSignature().getDeclaringTypeName()获取代理类的名字，joinPoint.getSignature().getName()获取代理方法的名字。

5）运行类

package com.example.andya.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;


@SpringBootApplication
public class DemoApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
    }

}

6）访问url

http://127.0.0.1:9000/demo/v1/aopTest/sayHi/andya

7）运行结果

... ...
... ...
... ...
2020-04-12 15:21:31.737  INFO 18548 --- [           main] o.s.j.e.a.AnnotationMBeanExporter        : Registering beans for JMX exposure on startup
2020-04-12 15:21:31.782  INFO 18548 --- [           main] s.b.c.e.t.TomcatEmbeddedServletContainer : Tomcat started on port(s): 9000 (http)
2020-04-12 15:21:31.786  INFO 18548 --- [           main] com.example.andya.demo.DemoApplication   : Started DemoApplication in 2.928 seconds (JVM running for 4.26)
2020-04-12 15:21:41.084  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] o.a.c.c.C.[.[localhost].[/demo/v1]       : Initializing Spring FrameworkServlet 'dispatcherServlet'
2020-04-12 15:21:41.085  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] o.s.web.servlet.DispatcherServlet        : FrameworkServlet 'dispatcherServlet': initialization started
2020-04-12 15:21:41.102  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] o.s.web.servlet.DispatcherServlet        : FrameworkServlet 'dispatcherServlet': initialization completed in 17 ms
2020-04-12 15:21:41.126  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  : ========================================== Start ==========================================
2020-04-12 15:21:41.126  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  : URL：http://127.0.0.1:9000/demo/v1/aopTest/sayHi/andya
2020-04-12 15:21:41.126  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  : HTTP_METHOD：GET
2020-04-12 15:21:41.155  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  : HTTP_HEADERS INFO IS: {"accept-language":"zh-CN","cookie":"JSESSIONID=1014BD34FFE9D2660CB47B282C63FA7D","host":"127.0.0.1:9000","connection":"Keep-Alive","accept-encoding":"gzip, deflate","accept":"text/html, application/xhtml+xml, image/jxr, */*","user-agent":"Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64; Trident/7.0; rv:11.0) like Gecko"}
2020-04-12 15:21:41.156  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  : HTTP_HEADERS: 
2020-04-12 15:21:41.156  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  :      accept: text/html, application/xhtml+xml, image/jxr, */*
2020-04-12 15:21:41.156  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  :      accept-language: zh-CN
2020-04-12 15:21:41.156  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  :      user-agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64; Trident/7.0; rv:11.0) like Gecko
2020-04-12 15:21:41.156  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  :      accept-encoding: gzip, deflate
2020-04-12 15:21:41.156  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  :      host: 127.0.0.1:9000
2020-04-12 15:21:41.156  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  :      connection: Keep-Alive
2020-04-12 15:21:41.156  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  :      cookie: JSESSIONID=1014BD34FFE9D2660CB47B282C63FA7D
2020-04-12 15:21:41.156  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  : IP：127.0.0.1
2020-04-12 15:21:41.157  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  : CLASS_METHOD：com.example.andya.demo.controller.AopController.sayHi
2020-04-12 15:21:41.157  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  : REQUEST BODY : ["andya"]
2020-04-12 15:21:41.160  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  : SESSION ID：0357B2624C73C5F79BC977AD628DB45F
2020-04-12 15:21:41.162  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  : RESPONSE ARGS  : "hi, andya"
2020-04-12 15:21:41.163  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  : TIME-CONSUMING : 37 ms
2020-04-12 15:21:41.163  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  : =========================================== End ===========================================
2020-04-12 15:21:41.163  INFO 18548 --- [nio-9000-exec-2] com.example.andya.demo.aop.WebLogAspect  : 

参考书籍
《SPING技术内幕 深入解析SPRING架构与设计原理》
参考官网
Spring AOP官网