Spring AOP是什么？你都拿它做什么？

为什么会有面向切面编程（AOP）？我们知道 Java 是一个面向对象（OOP）的语言，但它有一些弊端，比如当我们需要为多个不具有继承关系的对象引入一个公共行为，例如日志、权限验证、事务等功能时，只能在在每个对象里引用公共行为。这样做不便于维护，而且有大量重复代码。AOP的出现弥补了OOP的这点不足。

为了阐述清楚Spring AOP，我们从将以下方面进行讨论：

1. 代理模式
2. 静态代理原理及实践
3. 动态代理原理及实践
4. Spring AOP原理及实战

1. 代理模式

代理模式：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。这段话比较官方，但我更倾向于用自己的语言理解：比如A对象要做一件事情，在没有代理前，自己来做；在对 A 代理后，由 A 的代理类 B 来做。代理其实是在原实例前后加了一层处理，这也是 AOP 的初级轮廓。

2. 静态代理原理及实践

静态代理模式：静态代理说白了，就是在程序运行前就已经存在代理类的字节码文件、代理类和原始类的关系在运行前就已经确定。废话不多说，我们看一下代码。为了方便阅读，博主把单独的 class 文件合并到接口中，读者可以直接复制代码运行：

package test.staticProxy;

// 接口
public interface IUserDao {
    void save();
    void find();
}

//目标对象
class UserDao implements IUserDao{
    @Override
    public void save() {
        System.out.println("模拟：保存用户！");
    }
    @Override
    public void find() {
        System.out.println("模拟：查询用户");
    }
}

/**
  * 静态代理
  * 特点：
  * 2. 目标对象必须要实现接口
  * 2. 代理对象，要实现与目标对象一样的接口
 */
class UserDaoProxy implements IUserDao{

    // 代理对象，需要维护一个目标对象
    private IUserDao target = new UserDao();

    @Override
    public void save() {
        System.out.println("代理操作： 开启事务...");
        target.save();   // 执行目标对象的方法
        System.out.println("代理操作：提交事务...");
    }

    @Override
    public void find() {
        target.find();
    }
}

测试结果：

静态代理虽然保证了业务类只需关注逻辑本身，代理对象的一个接口只服务于一种类型的对象。如果要代理的方法很多，势必要为每一种方法都进行代理。再者，如果增加一个方法，除了实现类需要实现这个方法外，所有的代理类也要实现此方法。增加了代码的维护成本。那么要如何解决呢？答案是使用动态代理。

3. 动态代理原理及实践

动态代理模式：动态代理类的源码是在程序运行期间，通过 JVM 反射等机制动态生成。代理类和委托类的关系是运行时才确定的。实例如下：

package test.dynamicProxy;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

// 接口
public interface IUserDao {
    void save();
    void find();
}

//目标对象
class UserDao implements IUserDao{

    @Override
    public void save() {
        System.out.println("模拟： 保存用户！");
    }

    @Override
    public void find() {
        System.out.println("查询");
    }
}

/**
 * 动态代理：
 * 代理工厂，给多个目标对象生成代理对象！
 *
 */
class ProxyFactory {

    // 接收一个目标对象
    private Object target;

    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }

    // 返回对目标对象(target)代理后的对象(proxy)
    public Object getProxyInstance() {
        Object proxy = Proxy.newProxyInstance(
            target.getClass().getClassLoader(),  // 目标对象使用的类加载器
            target.getClass().getInterfaces(),   // 目标对象实现的所有接口
            new InvocationHandler() {            // 执行代理对象方法时候触发

                @Override
                public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
                        throws Throwable {

                    // 获取当前执行的方法的方法名
                    String methodName = method.getName();
                    // 方法返回值
                    Object result = null;
                    if ("find".equals(methodName)) {
                        // 直接调用目标对象方法
                        result = method.invoke(target, args);
                    } else {
                        System.out.println("开启事务...");
                        // 执行目标对象方法
                        result = method.invoke(target, args);
                        System.out.println("提交事务...");
                    }
                    return result;
                }
            }
        );
        return proxy;
    }
}

测试结果如下：

IUserDao proxy = (IUserDao)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();

其实是 JDK 动态生成了一个类去实现接口，隐藏了这个过程：

class $jdkProxy implements IUserDao{}

使用 JDK 生成的动态代理的前提是目标类必须有实现的接口。但这里又引入一个问题，如果某个类没有实现接口，就不能使用 JDK 动态代理。所以 CGLIB 代理就是解决这个问题的。

CGLIB 是以动态生成的子类继承目标的方式实现，在运行期动态的在内存中构建一个子类，如下：

public class UserDao{}

// CGLIB 是以动态生成的子类继承目标的方式实现,程序执行时,隐藏了下面的过程
public class $Cglib_Proxy_class  extends UserDao{}

CGLIB 使用的前提是目标类不能为 final 修饰。因为 final 修饰的类不能被继承。

现在，我们可以看看 AOP 的定义：面向切面编程，核心原理是 使用动态代理模式在方法执行前后或出现异常时加入相关逻辑 。

通过定义和前面代码我们可以发现3点：

• AOP 是基于动态代理模式。
• AOP 是方法级别的。
• AOP 可以分离业务代码和关注点代码（重复代码），在执行业务代码时，动态的注入关注点代码。切面就是关注点代码形成的类。

4. Spring AOP

前文提到 JDK 代理和 CGLIB 代理两种动态代理。优秀的 Spring 框架把两种方式在底层都集成了进去，我们无需担心自己去实现动态生成代理。那么，Spring是如何生成代理对象的？

1. 创建容器对象的时候，根据切入点表达式拦截的类，生成代理对象。
2. 如果目标对象有实现接口，使用 JDK 代理。如果目标对象没有实现接口，则使用 CGLIB 代理。然后从容器获取代理后的对象，在运行期植入“切面”类的方法。通过查看 Spring 源码，我们在 DefaultAopProxyFactory 类中，找到这样一段话。

简单的从字面意思看出：如果有接口，则使用 JDK 代理，反之使用 CGLIB ，这刚好印证了前文所阐述的内容。Spring AOP 综合两种代理方式的使用前提有会如下结论：如果目标类没有实现接口，且 class 为 final 修饰的，则不能进行 Spring AOP 编程！

知道了原理，现在我们将自己手动实现 Spring 的 AOP：

package test.spring_aop_anno;

import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;

public interface IUserDao {
    void save();
}

// 用于测试 CGLIB 动态代理
class OrderDao {
    public void save() {
        //int i =1/0; 用于测试异常通知
        System.out.println("保存订单...");
    }
}

//用于测试 JDK 动态代理
class UserDao implements IUserDao {
    public void save() {
        //int i =1/0; 用于测试异常通知
        System.out.println("保存用户...");
    }
}

//切面类
class TransactionAop {

    public void beginTransaction() {
        System.out.println("[前置通知]  开启事务..");
    }

    public void commit() {
        System.out.println("[后置通知] 提交事务..");
    }

    public void afterReturing() {
        System.out.println("[返回后通知]");
    }

    public void afterThrowing() {
        System.out.println("[异常通知]");
    }

    public void arroud(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
        System.out.println("[环绕前：]");
        pjp.proceed(); // 执行目标方法
        System.out.println("[环绕后：]");
    }
}

Spring 的 XML 配置文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
    xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
    xsi:schemaLocation="

http://www.springframework.org/schema/beans


http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd


http://www.springframework.org/schema/context


http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd


http://www.springframework.org/schema/aop


http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd">

    <!-- dao实例加入容器 -->
    <bean id="userDao" class="test.spring_aop_anno.UserDao"></bean>

    <!-- dao实例加入容器 -->
    <bean id="orderDao" class="test.spring_aop_anno.OrderDao"></bean>

    <!-- 实例化切面类 -->
    <bean id="transactionAop" class="test.spring_aop_anno.TransactionAop"></bean>

    <!-- Aop相关配置 -->
    <aop:config>
        <!-- 切入点表达式定义 -->
        <aop:pointcut expression="execution(* test.spring_aop_anno.*Dao.*(..))" id="transactionPointcut"/>
        <!-- 切面配置 -->
        <aop:aspect ref="transactionAop">
            <!-- 【环绕通知】 -->
            <aop:around method="arroud" pointcut-ref="transactionPointcut"/>
            <!-- 【前置通知】 在目标方法之前执行 -->
            <aop:before method="beginTransaction" pointcut-ref="transactionPointcut" />
            <!-- 【后置通知】 -->
            <aop:after method="commit" pointcut-ref="transactionPointcut"/>
            <!-- 【返回后通知】 -->
            <aop:after-returning method="afterReturing" pointcut-ref="transactionPointcut"/>
            <!-- 异常通知 -->
            <aop:after-throwing method="afterThrowing" pointcut-ref="transactionPointcut"/>
        </aop:aspect>
    </aop:config>
</beans>

切入点表达式不在这里介绍。参考 Spring AOP 切入点表达式

代码的测试结果如下：

到这里，我们已经全部介绍完Spring AOP。回到开篇的问题，我们拿它做什么？

1. Spring声明式事务管理配置：请参考博主的另一篇文章： 分布式系统架构实战 demo：SSM+Dubbo
2. Controller层的参数校验：参考 Spring AOP拦截Controller做参数校验
3. 使用 Spring AOP 实现 MySQL 数据库读写分离案例分析
4. 在执行方法前，判断是否具有权限
5. 对部分函数的调用进行日志记录：监控部分重要函数，若抛出指定的异常，可以以短信或邮件方式通知相关人员。
6. 信息过滤，页面转发等等功能

博主一个人的力量有限，只能列举这么多，欢迎评论区对文章做补充。

Spring AOP还能做什么，实现什么魔幻功能，就在于我们每一个平凡而又睿智的程序猿！