5.1 Spring5源码--Spring AOP源码分析一

目标:

1.什么是AOP, 什么是AspectJ,

2. 什么是Spring AOP

3. Spring AOP注解版实现原理

4. Spring AOP切面原理解析

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一. 认识AOP

1.1 什么是AOP

aop是面向切面编程，相比传统oop，aop能够在方法的前置，中置，后置中插入逻辑代码，对于项目中大量逻辑重复的代码，使用aop能很好的收口逻辑，将逻辑独立于业务代码之外，一处编写，多处使用。

AOP是Object Oriented Programming（OOP）的补充.

OOP能够很好地解决对象的数据和封装的问题，却不能很好的解决Aspect（"方面"）分离的问题。下面举例具体说明。

比如，我们有一个Bank（银行）类。Bank有两个方法，save（存钱）和withdraw（取钱）。

类和方法的定义如下:

package com.lxl.www.aop;

public class Bank {

  /**
   * 存钱
   */
  public Float save(Account account, float money) {
    // 增加account账户的钱数，返回账户里当前的钱数
    return null;
  }

  /**
   * 取钱
   */
  public Float withdraw(Account account, float money) {
    // 减少account账户的钱数，返回取出的钱数
    return null;
  }
};

这两个方法涉及到用户的账户资金等重要信息，必须要非常小心，所以编写完上面的商业逻辑之后，项目负责人又提出了新的要求--给Bank类的每个重要方法加上安全认证特性。

于是, 我们在两个方法上增加安全代码

改后的类和方法如下:

public class Bank {

  /**
   * 存钱
   */
  public Float save(Account account, float money) {
    // 验证account是否为合法用户
    // 增加account账户的钱数，返回账户里当前的钱数
    return null;
  }

  /**
   * 取钱
   */
  public Float withdraw(Account account, float money) {
    // 验证account是否为合法用户
    // 减少account账户的钱数，返回取出的钱数
    return null;
  }
};

这两个方法都需要操作数据库，为了保持数据完整性，项目负责人又提出了新的要求--给Bank类的每个操作数据库的方法加上事务控制。

于是，我们不得不分别在上面的两个方法中加入安全认证的代码。

类和方法的定义如下：

package com.lxl.www.aop;

public class Bank {

  /**
   * 存钱
   */
  public Float save(Account account, float money) {
    // 验证account是否为合法用户
    // begin Transaction
    // 增加account账户的钱数，返回账户里当前的钱数
    // end Transaction
    return null;
  }

  /**
   * 取钱
   */
  public Float withdraw(Account account, float money) {
    // 验证account是否为合法用户
    // begin Transaction
    // 减少account账户的钱数，返回取出的钱数
    // end Transaction
    return null;
  }
};

我们看到，这些与商业逻辑无关的重复代码遍布在整个程序中。实际的工程项目中涉及到的类和函数，远远不止两个。如何解决这种问题？

AOP就是为了解决这种问题而出现的。在不修改代码的情况下达到增强的效果

1.2 AOP的相关概念

• 切面(Aspect): 封装通用业务逻辑的组件，即我们想要插入的代码内容. 在spring AOP中, 切面可以使用通用类基于模式的方式, 或者在普通类中标注@Aspect注解来实现
• 连接点(Join point): 连接点是在应用执行过程中能够插入切面的点。简单理解, 可以理解为需要增强的方法.
• 通知(Advice):　用于指定具体产生作用的位置，是方法之前或之后等等
  • 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（不论程序是否出现异常），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
• 目标对象(target): 目标对象是指要被增强的对象, 即包含主业务逻辑的类对象
• 切点(PointCut): 指定哪些Bean组件的哪些方法使用切面组件. 例如:当执行某个特定名称的方法时.我们定义一个切点(execution com.lxl.www.aop.*.*(..)) . 切点表达式如何和连接点匹配是AOP的核心. spring默认使用AspectJ切点语义.
• 织入(Weaving): 将通知切入连接点的过程叫做织入
• 引入(Introductions): 可以将其它接口或者实现动态引入到targetClass中

对照上图, 来对应每一个区域,看看其具体含义

那么在Spring中使用AOP就意味着你需要哪些东西呢?我们来举个例子, 就实现上面银行的例子.

• 首先有一个bank银行类

  package com.lxl.www.aop.bank;
  
  public interface Bank {
  
    /**
     * 存钱
     */
    Float save(Account account, float money) ;
  
    /**
     * 取钱
     */
    Float withdraw(Account account, float money);
  };

• 有一个银行类的实现方法. 这里面save, withdraw就是连接点. 最终会将各种通知插入到连接点中

  package com.lxl.www.aop.bank;
  
  import org.springframework.stereotype.Service;
  
  /**
   * 工商银行
   *
   *
   * DATE 2020/12/6.
   *
   * @author lxl.
   */
  @Service
  public class IcbcBank implements Bank{
      @Override
      public Float save(Account account, float money) {
          // 主业务逻辑: 增加account账户的钱数，返回账户里当前的钱数
          System.out.println(account.getName() + "账户存入" + money);
          return null;
      }
  
      @Override
      public Float withdraw(Account account, float money) {
          // 主业务逻辑: 减少account账户的钱数，返回取出的钱数
          System.out.println(account.getName() + "账户取出" + money);
          return null;
      }
  }

• 接下来, 要有一个切面, 切面是一个类. 切面类里面定义了切点, 通知, 引用

  package com.lxl.www.aop.bank;
  
  import org.aspectj.lang.JoinPoint;
  import org.aspectj.lang.annotation.After;
  import org.aspectj.lang.annotation.AfterReturning;
  import org.aspectj.lang.annotation.AfterThrowing;
  import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
  import org.aspectj.lang.annotation.Before;
  import org.aspectj.lang.annotation.DeclareParents;
  import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
  import org.springframework.core.annotation.Order;
  import org.springframework.stereotype.Component;
  
  /**
   * 切面
   */
  @Aspect // 标记这是一个切面
  @Order
  @Component // 将其放到ioc容器管理
  public class BankLogAspect {
  
    /**
     * 引入
     *
     * 这段话可以理解为, 为com.lxl.www.aop.bank.IcbcBank 引入了一个接口 EnhanceFunctionOfBank,
     * 同时, 引入了默认的实现类 IcbcEnhanceFunctionOfBank
     */
    @DeclareParents(value = "com.lxl.www.aop.bank.IcbcBank",    // 引入的目标类. 也就是需要引入动态实现的类
            defaultImpl = IcbcEnhanceFunctionOfBank.class) // 引入的接口的默认实现
    public static EnhanceFunctionOfBank enhanceFunctionOfBank; // 引入的接口
  
    /**
     * 定义一个切点
     */
    @Pointcut("execution(* com.lxl.www.aop.bank.IcbcBank.*(..))")
    public void pointCut() {}
  
    /**
     * 定义一个前置通知
     * @param joinPoint
     */
    @Before(value = "pointCut()")
    public void beforeAdvice(JoinPoint joinPoint) {
      String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
      System.out.println("执行目标方法"+methodName+"的前置通知");
    }
  
    /**
     * 定义了一个后置通知
     */
    @After(value = "pointCut()")
    public void afterAdvice(JoinPoint joinPoint) {
      String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
      System.out.println("执行目标方法"+methodName+"的后置通知");
    }
  
    /**
     * 定义了一个返回通知
     */
    @AfterReturning(value = "pointCut()", returning = "result")
    public void returningAdvice(JoinPoint joinPoint, Object result) {
      String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
      System.out.println("执行目标方法"+methodName+"的返回通知");
    }
  
    /**
     * 定义了一个异常通知
     */
    @AfterThrowing(value = "pointCut()")
    public void throwingAdvice(JoinPoint joinPoint) {
      String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
      System.out.println("执行目标方法"+methodName+"的异常通知");
    }
  
  }

  那么这里的目标对象是谁呢? 就是我们的IcbcBank类. 这里需要注意的是引入: 引入的概念是将一个接口动态的让另一个类实现了. 这样实现了接口的类, 就可以动态的拥有接口实现类的功能.

• 银行的额外功能. 也就是银行除了可以存钱, 取钱. 还有一个额外的功能. 比如理财. 不是每个银行都有的.

  package com.lxl.www.aop.bank;
  
  /**
   * 增强的功能
   */
  public interface EnhanceFunctionOfBank {
  
      void Financialanagement(Account account);
  }

• 具体银行额外功能的实现类

  package com.lxl.www.aop.bank;
  
  import org.springframework.stereotype.Service;
  
  /**
   * Description
   */
  @Service
  public class IcbcEnhanceFunctionOfBank implements EnhanceFunctionOfBank {
      /**
       * 理财功能
       * @param account
       */
      @Override
      public void Financialanagement(Account account) {
          System.out.println(account.getName() +"的账户 增加 理财功能");
      }
  
  }

  这个功能我们可以通过引入,动态增加到IcbcBank类中, 原本IcbcBank只有存钱和取钱的功能. 这样, 就可以增加理财功能了. 这就是引入.

• 整体配置类

  package com.lxl.www.aop.bank;
  
  import org.springframework.beans.factory.annotation.Configurable;
  import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
  import org.springframework.context.annotation.EnableAspectJAutoProxy;
  
  @Configurable
  // 使用注解的方式引入AOP
  @EnableAspectJAutoProxy
  @ComponentScan("com.lxl.www.aop.bank")
  public class BankMainConfig {
  
  }

  使用aop,需要引入AOP, 这里使用的注解的方式引入的.

• main入口方法

  package com.lxl.www.aop.bank;
  
  import com.lxl.www.aop.Calculate;
  import com.lxl.www.aop.MainConfig;
  import com.lxl.www.aop.ProgramCalculate;
  
  import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
  
  public class BankMainClass {
    public static void main(String[] args) {
  
      AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(BankMainConfig.class);
  
      Account account = new Account("张三");
  
      Bank bank = (Bank) ctx.getBean("icbcBank");
      bank.save(account, 100);
  
      System.out.println();
      EnhanceFunctionOfBank enhanceFunctionOfBank = (EnhanceFunctionOfBank) ctx.getBean("icbcBank");
      enhanceFunctionOfBank.Financialanagement(account);
    }
  }

  如上, 运行结果:

• 需要注意的地方: 是.gradle配置文件. 通常, 我们在引入AspectJ的jar包的时候, 会引入到父类项目的build.gradle中. 如下所示

  最后我们还需要引入到指定的项目中

以上就是对整个AOP的理解. 接下来, 分析AOP的源码.

详见第二篇文章

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