Spring AOP 详解

Spring 有三大核心思想，其目的都是为了解耦。

我们日常开发中总能不知不觉用到其中两种，分别是控制反转(Inversion of Control, IOC)和依赖注入(Dependency Injection, DI)。

而面向切面编程(Aspect Oriented Programming, AOP)却时常被人所忽略，但它的作用却不可忽视。

AOP 的实现的目标是保证开发者在不修改原代码的前提下，去为系统中的业务组件添加某种通用功能。

在使用AOP时，我们能常常听到以下术语：Aspect、Pointcut、Advice、JoinPoint、Weaving。

• Pointcut：切点，表示一组JoinPoint，它定义了Advice将要发生的地方，
• JoinPoint：连接点，表示程序执行过程中能够插入切面的点，可以是方法的调用或异常的抛出。
• Advice：增强，包括处理时机和处理内容。通俗的将就是什么时候该做什么事。
• Aspect：切面，由同一类Pointcut和Advice组成。
• Weaving：织入，就是通过动态代理，在目标对象中执行处理内容的过程。

如果术语描述的不太明白，请允许我在介绍AOP之前讲一个故事：

在很久很久以前，有一个国家叫M国，其国力昌盛，但皇帝大限将至，便将皇位传给太子。

不久后，皇帝驾崩，太子正式登基。但太子念其国力昌盛，整日无所作为，朝事荒废。

十几年后，边境事犯，皇帝欲选取文武兼备的人率军去平定叛乱，但此时朝廷人才寥落，只有一人能担此任。

皇帝为了犒劳该将军，在其出征之前，将其亲子委以朝廷命官，辅佐在自己身边。

经过数年苦战，该将军荣耀而归，平定叛乱。皇帝高兴万分，赏其千金，封为万户侯。

经此事后，皇帝重整朝廷，不久后，国家便重回巅峰。

听完如上故事，请思考并类比术语的含义：

Pointcut：文武兼备的人

JoinPoint：上文中的将军

Advice：将军出征前皇帝留任其亲子在身边、将军回来后皇帝对其进行赏赐。

Aspect：文武兼备的人出征这个事件

Weaving：对文武兼备的人出征前后干的事的过程。

本故事只能使你理解它这些术语的含义，并不能描述AOP的目标，也就是解耦，相信解耦大家都清除，这里就不说了。

接下来开始详细介绍AOP的概念以及使用，首先介绍Pointcut，下面是一段官方介绍：

@Pointcut("execution(* transfer(..))")// the pointcut expression
private void anyOldTransfer() {}// the pointcut signature

上面的例子定义了一个名为'anyOldTransfer'的切入点，它将匹配任何名为'transfer'的方法的执行。

Spring AOP支持以下AspectJ切入点指示符(PCD)，用于切入点表达式中:

切入点指示符	描述
execution	限制匹配连接点的方法
within	限制匹配连接点的包或者类
@within	限制匹配连接点的类带有指定注解
arg	限制匹配连接点的参数类型
@args	限制匹配连接点的参数带有指定注解
target	限制匹配连接点目标对象的类型
@target	与@within的功能类似，但注解的保留策略须为RUNTIME
this	限制匹配连接点的AOP代理类的类型
@annotation	限制匹配连接点的方法带有指定的注解
bean	限制连接点是指定的Bean，或一组命名Bean(使用通配符时)

看完上述切点表达式不理解的话很正常，下面给出详细介绍：

1、@Pointcut是创建切入点，切入点不用写代码，返回类型为void。

execution(modifiers-pattern? ret-type-pattern declaring-type-pattern?name-pattern(param-pattern)
            throws-pattern?)

execution(方法修饰符(可选)  返回类型  类路径 方法名  参数  异常模式(可选))

• 修饰符匹配(modifiers-pattern?)
• 返回值匹配(ret-type-pattern)
• 类路径匹配(declaring-type-pattern?)
• 方法名匹配(name-pattern)
• 参数匹配(param-pattern)，可以指定具体参数类型，多个参数用","隔开。
• 异常类型匹配(throws-pattern?)
• 以上匹配中后面跟着"?"的表示是可选项。

多个匹配之间我们可以使用链接符 &&、||、！来表示 “且”、“或”、“非”的关系。

但是在使用 XML 文件配置时，这些符号有特殊的含义，所以我们使用 “and”、“or”、“not”来表示。

示例：

// 匹配AccountService的任意方法
execution(* com.xyz.service.AccountService.*(..))

// 匹配服务包下的任意方法
execution(* com.xyz.service.*.*(..))

//匹配服务包或其子包下的任意方法
execution(* com.xyz.service..*.*(..))

// 匹配位于service包下任意类型
within(com.xyz.service.*)

// 匹配代理实现AccountSercice接口的任意类
this(com.xyz.service.AccountService)

// 匹配目标对象实现AccountService接口的任意类
target(com.xyz.service.AccountService)

2、Advice是增强通知，其有五种通知类型，分别如下：

• @Before，在目标方法调用前执行
• @After，在目标方法调用后执行
• @AfterReturning，在目标方法返回后调用
• @AfterThrowing，在目标方法抛出异常后调用
• @Around，将目标方法封装起来

 首先介绍一下@AfterReturning，官网带参数示例介绍如下：

import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.AfterReturning;

@Aspect
public class AfterReturningExample {

    @AfterReturning(
        pointcut="com.xyz.myapp.SystemArchitecture.dataAccessOperation()",
        returning="retVal")
    public void doAccessCheck(Object retVal) {
        // ...
    }

}

returning属性中使用的名称必须与通知方法中的参数名称相对应。

当方法执行返回时，该返回值将作为相应的参数值传递到通知方法。

另外returning子句也限制了只能匹配返回指定类型的值，如果是Object类型，将可以匹配任何返回值。

 其次是@AfterThrowing的带参数示例：

import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.AfterThrowing;

@Aspect
public class AfterThrowingExample {

    @AfterThrowing(
        pointcut="com.xyz.myapp.SystemArchitecture.dataAccessOperation()",
        throwing="ex")
    public void doRecoveryActions(DataAccessException ex) {
        // ...
    }

}

throwing属性中使用的名称必须和通知方法中的参数名称相对应。

当方法抛出异常时，该异常将作为相应的参数传递给通知方法。

另外throwing子句也限制了只能匹配到指定异常类型。

接下来介绍@Around示例：

import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;

@Aspect
public class AroundExample {

    @Around("com.xyz.myapp.SystemArchitecture.businessService()")
    public Object doBasicProfiling(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
        // start stopwatch
        Object retVal = pjp.proceed();
        // stop stopwatch
        return retVal;
    }

}

@Around("execution(List<Account> find*(..)) && " +
        "com.xyz.myapp.SystemArchitecture.inDataAccessLayer() && " +
        "args(accountHolderNamePattern)")
public Object preProcessQueryPattern(ProceedingJoinPoint pjp,
        String accountHolderNamePattern) throws Throwable {
    String newPattern = preProcess(accountHolderNamePattern);
    return pjp.proceed(new Object[] {newPattern});
}

@Around可以在方法执行之前和之后工作，并能决定该方法何时执行以及如何调用。

该通知方法的第一个参数必须为ProceedingJoinPoint类型。

在通知方法中，调用ProceedingJoinPoint的proceed方法来执行匹配的方法。

proceed方法也可能被调用解析Object[]数组，它被用于匹配方法执行的参数。

通知方法返回的值将是匹配方法调用者看到的返回值。

最后，任何通知方法都可以将JoinPoint作为它的第一个参数，@Around除外，它第一个参数必须是ProceedingJoinPoint。

JoinPoint可以提供许多有用的参数，比如getArgs、getThis、getTarget等等。

目前我们已经看到了如何绑定返回值或异常值。如果要使参数用于通知接收，可以使用绑定形式的args。

如果在args表达式中使用参数名替代类型名称，则在调用通知方法时，将相应参数的值作为参数值传递就可以了。

示例如下：

@Before("com.xyz.myapp.SystemArchitecture.dataAccessOperation() && args(account,..)")
public void validateAccount(Account account) {
    // ...
}

arg(account,..)切入点表达式有两个作用，第一它将匹配限制为方法需要有至少一个参数。

第二它限制了参数的类型为Account，并且使该对象可以用于通知方法。

另外它也可以用如下方式表示：

@Pointcut("com.xyz.myapp.SystemArchitecture.dataAccessOperation() && args(account,..)")
private void accountDataAccessOperation(Account account) {}

@Before("accountDataAccessOperation(account)")
public void validateAccount(Account account) {
    // ...
}

代理对象、目标对象、和注解等都可以像如下示例使用：

首先定义一个注解：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface Auditable {
    AuditCode value();
}

然后是与@Auditable相匹配的通知：

@Before("com.xyz.lib.Pointcuts.anyPublicMethod() && @annotation(auditable)")
public void audit(Auditable auditable) {
    AuditCode code = auditable.value();
    // ...
}

通知参数和泛型：(不适用于集合泛型)

public interface Sample<T> {
    void sampleGenericMethod(T param);
    void sampleGenericCollectionMethod(Collection<T> param);
}

@Before("execution(* ..Sample+.sampleGenericMethod(*)) && args(param)")
public void beforeSampleMethod(MyType param) {
    // Advice implementation
}

通知方法中的参数绑定依赖于切入点表达式中使用的名称。

因为参数名称无法通过java反射活动，因此Sping AOP使用如下策略确定参数名称：

@Before(value="com.xyz.lib.Pointcuts.anyPublicMethod() && target(bean) && @annotation(auditable)",
        argNames="bean,auditable")
public void audit(Object bean, Auditable auditable) {
    AuditCode code = auditable.value();
    // ... use code and bean
}

如果通知方法第一个参数是JoinPoint，ProceedingJoinPoint等，则可以省去参数。

@Before("com.xyz.lib.Pointcuts.anyPublicMethod()")
public void audit(JoinPoint jp) {
    // ... use jp
}

JoinPoint、ProceedingJoinPoint类型特别方便，可以通过它的getArgs方法获取参数。

当多个通知都希望在同一连接点运行时，除非另外指定，否则执行顺序是不确定的。

可以通过org.springframework.core.Ordered的Order注解来确定顺序，值越低，优先级越高。

3、引入(Introductions)

这个注解感觉用起来作用不大，就不介绍了。