Spring基础20——AOP基础

1、什么是AOP

AOP（Aspect-Oriented Programming）即面向切面编程，是一种新的方法论，是对那个传统OOP面向对象编程的补充。AOP的主要编程对象是切面（aspect），而切面模块化横切关注点，在应用AOP编程时，仍需要定义公共功能但可以明确功能在哪里，以什么方式应用，并且不必修改受影响的类，这样一来横切关注点就模块化到了特殊得对象（切面）里，那么什么是面向切面编程呢？

下面我们通过一个例子来理解：

我们需要实现一个计算器，并且有以下两个需求：

　　需求1：日志，在程序执行期间追寻正在发生的活动。

　　需求2：希望计算器只能处理正数的运算。

首先我们来定义一个接口，来描述计算器的功能：

 public interface ArithmeticCalculator {
     /**
      * 加法
      * @param i
      * @param j
      * @return
      */
     int add(int i, int j);

     /**
      * 减法
      * @param i
      * @param j
      * @return
      */
     int sub(int i, int j);

     /**
      * 乘法
      * @param i
      * @param j
      * @return
      */
     int mul(int i, int j);

     /**
      * 除法
      * @param i
      * @param j
      * @return
      */
     int div(int i, int j);
 }

之后我们实现这个接口并对方法进行实现：

 public class ArithmeticCalculatorImpl implements ArithmeticCalculator {
     @Override
     public int add(int i, int j) {
         int result = i + j;
         return result;
     }
     @Override
     public int sub(int i, int j) {
         int result = i - j;
         return result;
     }
     @Override
     public int mul(int i, int j) {
         int result = i * j;
         return result;
     }
     @Override
     public int div(int i, int j) {
         int result = i / j;
         return result;
     }
 }

编写Main测试类对功能进行测试：

 public class Main {
     public static void main(String[] args) {
         ArithmeticCalculator calculator = new ArithmeticCalculatorImpl();
         System.out.println(calculator.add(1,2));
         System.out.println(calculator.sub(2,1));
         System.out.println(calculator.div(4,2));
         System.out.println(calculator.mul(2,4));
     }
 }

我们可以观察到输出结果是正常的。

在上面的基础上，修改ArithmeticCalculatorImpl 我们下面来完成上面两个需求：

 public class ArithmeticCalculatorImpl implements ArithmeticCalculator {
     @Override
     public int add(int i, int j) {
         if (i < 0 ||j < 0 ) {
             System.out.println("操作数必须为正数");
             return -1;
         }
         System.out.println("The add method begin [ " + i + ", " + j + " ]" );
         int result = i + j;
         System.out.println("The add method end [ " + result + " ]" );
         return result;
     }
     @Override
     public int sub(int i, int j) {
         if (i < 0 ||j < 0 ) {
             System.out.println("操作数必须为正数");
             return -1;
         }
         System.out.println("The sub method begin [ " + i + ", " + j + " ]" );
         int result = i - j;
         System.out.println("The sub method end [ " + result + " ]" );
         return result;
     }
     @Override
     public int mul(int i, int j) {
         if (i < 0 ||j < 0 ) {
             System.out.println("操作数必须为正数");
             return -1;
         }
         System.out.println("The mul method begin [ " + i + ", " + j + " ]" );
         int result = i * j;
         System.out.println("The mul method end [ " + result + " ]" );
         return result;
     }
     @Override
     public int div(int i, int j) {
         if (i < 0 ||j < 0 ) {
             System.out.println("操作数必须为正数");
             return -1;
         }
         System.out.println("The div method begin [ " + i + ", " + j + " ]" );
         int result = i / j;
         System.out.println("The div method end [ " + result + " ]" );
         return result;
     }
 }

再次运行测试类：

 public class Main {
     public static void main(String[] args) {
         ArithmeticCalculator calculator = new ArithmeticCalculatorImpl();
         System.out.println(calculator.add(-1,2));
         System.out.println(calculator.sub(2,1));
         System.out.println(calculator.div(4,2));
         System.out.println(calculator.mul(2,4));
     }
 }

输出结果：我们看到是实现了之前的需求。

2.使用动态代理对程序进行改进

我们用上面的代码实现了之前的两个需求，但是我们可以观察到，每个方法中都包含大量的重复代码，如果一旦需要修改日志或参数校验的规则，我们每个方法都要去修改，这显然是非常不利于维护的，那么我们可以采用——动态代理的方式来进行改进。代理模式原理：使用一个代理将对象包装起来，然后用该代理对象取代原始对象任何原始对象的调用都要通过代理，代理对象决定是否以及何时将方法调用转到原始对象上。

代理类ArithmeticCalculatorLoggingProxy：

public class ArithmeticCalculatorLoggingProxy {
    private ArithmeticCalculator calculator;

    public ArithmeticCalculatorLoggingProxy(ArithmeticCalculator calculator) {
        this.calculator = calculator;
    }

    public ArithmeticCalculator getCalculatorProxy() {
        InvocationHandler handler = new InvocationHandler() {
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) {
                System.out.println("The method " + method.getName() + " begin with " + Arrays.asList(args));
                Object result = null;
                try {
                    //前置通知
                    result = method.invoke(calculator, args);
                    //返回通知，可以访问到方法的返回值
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                    //异常通知，可以访问到方法出现的异常
                }
                //后置通知，方法可能会出异常，所以访问不到方法的返回值
                System.out.println("The method add " + method.getName() +" with " + result);
                return result;
            }
        };
        return (ArithmeticCalculator) Proxy.newProxyInstance(calculator.getClass().getClassLoader(), calculator.getClass().getInterfaces(), handler);
    }
}

将ArithmeticCalculatorImpl类改到最初的版本，重新运行测试类，我们可以得到同样的结果

3.AOP中的一些概念及AOP的好处

AOP中的一些概念：

　　切面(Aspect):横切关注点（跨越应用程序多个模块的功能）被模块化的特殊对象，如上图日志切面和验证切面（在后面还会讲spring aop切面的优先级）。

　　通知(Advice):切面必须要完成的工作。（切面里的每一个方法，比如前置日志和后置日志）

　　目标(Target):被通知的对象（被代理对象）

　　代理(Proxy):向目标对象应用通知之后创建的对象（代理对象）

　　连接点(JoinPoint):程序执行的某个特定位置：如类某个方法调用前、调用后、方法抛出异常后等。连接点由两个信息确定：方法表示程序执行点；相对点表示的方位。例如ArithmethicCalculator#add()方法执行前的连接点执行点为ArithmethicCalculator#add()方位为该方法执行前位置。

　　切点(Pointcut):每个类都拥有多个连接点：例如ArithmethicCalculator的所有方法实际上都是连接点，即连接点是程序中客观存在的事物，AOP通过切点定位到特定的连接点。类比：连接点相当于数据库中的记录，切点相当于查询条件。切点和连接点不是一一对应的关系，一个切点匹配多个连接点，切点通过org.springframework.aop.Pointcut接口进行描述，它使用类和方法作为连接点的查询条件。

AOP的好处：

　　每个事物逻辑位于一个位置，代码不分散，便于维护和升级

　　业务模块更加简洁只包含核心业务代码。