【转载】面向切面编程(AOP)学习

看到这篇文章，学习一下：http://www.ciaoshen.com/2016/10/28/aop/

想理清一下从“动态代理”，到 “注释”，到“面向切面编程”这么一个技术演进的脉络。

只想讲清楚两个问题：

1. 什么是面向切面编程？为什么要面向切面？
2. 动态代理技术是怎么实现面向切面的？注释在其中扮演了什么角色？

提到另一篇文章：https://my.oschina.net/huangyong/blog/161338

目前最知名最强大的 Java 开源项目就是 AspectJ 了。Rod Johnson（老罗）写了一个叫做 Spring 框架，从此一炮走红，成为了 Spring 之父。

他在自己的 IOC 的基础之上，又实现了一套 AOP 的框架，后来仿佛发现自己越来越走进深渊里，在不能自拔的时候，有人建议他还是集成 AspectJ 吧，他在万般无奈之下才接受了该建议。于是，我们现在用得最多的想必就是 Spring + AspectJ 这种 AOP 框架了。

Spring AOP：抛出增强

程序报错，抛出异常了，一般的做法是打印到控制台或日志文件中，这样很多地方都得去处理，有没有一个一劳永逸的方法呢？那就是 Throws Advice（抛出增强），它确实很强：

@Component
public class GreetingImpl implements Greeting {

    @Override
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("Hello! " + name);

        throw new RuntimeException("Error"); // 故意抛出一个异常，看看异常信息能否被拦截到
    }
}

下面是抛出增强类的代码：

@Component
public class GreetingThrowAdvice implements ThrowsAdvice {

    public void afterThrowing(Method method, Object[] args, Object target, Exception e) {
        System.out.println("---------- Throw Exception ----------");
        System.out.println("Target Class: " + target.getClass().getName());
        System.out.println("Method Name: " + method.getName());
        System.out.println("Exception Message: " + e.getMessage());
        System.out.println("-------------------------------------");
    }
}

8. Spring AOP：引入增强

这个功能确实太棒了！但还有一个更厉害的增强。如果某个类实现了 A 接口，但没有实现 B 接口，那么该类可以调用 B 接口的方法吗？如果您没有看到下面的内容，一定不敢相信原来这是可行的！

以上提到的都是对方法的增强，那能否对类进行增强呢？用 AOP 的行话来讲，对方法的增强叫做 Weaving（织入），而对类的增强叫做 Introduction（引入）。而 Introduction Advice（引入增强）就是对类的功能增强，它也是 Spring AOP 提供的最后一种增强。

定义了一个新接口 Apology（道歉）：

public interface Apology {

    void saySorry(String name);
}

借助 Spring 的引入增强。

@Component
public class GreetingIntroAdvice extends DelegatingIntroductionInterceptor implements Apology {

    @Override
    public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
        return super.invoke(invocation);
    }

    @Override
    public void saySorry(String name) {
        System.out.println("Sorry! " + name);
    }
}

如何配置

<?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"
       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">

    <context:component-scan base-package="aop.demo"/>

    <bean id="greetingProxy" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
        <property name="interfaces" value="aop.demo.Apology"/>          <!-- 需要动态实现的接口 -->
        <property name="target" ref="greetingImpl"/>                    <!-- 目标类 -->
        <property name="interceptorNames" value="greetingIntroAdvice"/> <!-- 引入增强 -->
        <property name="proxyTargetClass" value="true"/>                <!-- 代理目标类（默认为 false，代理接口） -->
    </bean>

</beans>

客户端代码

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("aop/demo/spring.xml");
        GreetingImpl greetingImpl = (GreetingImpl) context.getBean("greetingProxy"); 
　　　　　　// 注意：转型为目标类，而并非它的 Greeting 接口
        greetingImpl.sayHello("Jack");

        Apology apology = (Apology) greetingImpl; 
　　　　　　// 将目标类强制向上转型为 Apology 接口（这是引入增强给我们带来的特性，也就是“接口动态实现”功能）
        apology.saySorry("Jack");
    }
}

以上的示例代码都已经下载：

/Users/baidu/Documents/Data/Work/Code/Demo_Code/aop_demo

下面这篇是续集：

https://my.oschina.net/huangyong/blog/161402

9. Spring AOP：切面

只需要拦截特定的方法就行了，没必要拦截所有的方法。借助了 AOP 的一个很重要的工具，Advisor（切面），来解决这个问题。它也是 AOP 中的核心。

这里提到这个“拦截匹配条件”在 AOP 中就叫做 Pointcut（切点），其实说白了就是一个基于表达式的拦截条件。

归纳一下，Advisor（切面）封装了 Advice（增强）与 Pointcut（切点 ）。

下面要做的就是拦截这两个新增的方法，而对 sayHello() 方法不作拦截。

@Component
public class GreetingImpl implements Greeting {

    @Override
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("Hello! " + name);
    }

    public void goodMorning(String name) {
        System.out.println("Good Morning! " + name);
    }

    public void goodNight(String name) {
        System.out.println("Good Night! " + name);
    }
}

Spring AOP 中，提供了许多切面类了，这些切面类就有基于正则表达式的切面类。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans ...">

    <context:component-scan base-package="aop.demo"/>

    <!-- 配置一个切面 -->
    <bean id="greetingAdvisor" class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
        <property name="advice" ref="greetingAroundAdvice"/>            <!-- 增强 -->
        <property name="pattern" value="aop.demo.GreetingImpl.good.*"/> <!-- 切点（正则表达式） -->
    </bean>

    <!-- 配置一个代理 -->
    <bean id="greetingProxy" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
        <property name="target" ref="greetingImpl"/>                <!-- 目标类 -->
        <property name="interceptorNames" value="greetingAdvisor"/> <!-- 切面 -->
        <property name="proxyTargetClass" value="true"/>            <!-- 代理目标类 -->
    </bean>

</beans>

注意以上代理对象的配置中的 interceptorNames，它不再是一个增强，而是一个切面，因为已经将增强封装到该切面中了。此外，切面还定义了一个切点（正则表达式），其目的是为了只将满足切点匹配条件的方法进行拦截。

除了 RegexpMethodPointcutAdvisor 以外，在 Spring AOP 中还提供了几个切面类，比如：

DefaultPointcutAdvisor：默认切面（可扩展它来自定义切面）

NameMatchMethodPointcutAdvisor：根据方法名称进行匹配的切面

StaticMethodMatcherPointcutAdvisor：用于匹配静态方法的切面

10. Spring AOP：自动代理（扫描 Bean 名称）

能否让 Spring 框架为我们自动生成代理呢？Spring AOP 提供了一个可根据 Bean 名称来自动生成代理的工具，它就是 BeanNameAutoProxyCreator。是这样配置的：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans ...>

    ...

    <bean class="org.springframework.aop.framework.autoproxy.BeanNameAutoProxyCreator">
        <property name="beanNames" value="*Impl"/>                       <!-- 只为后缀是“Impl”的 Bean 生成代理 -->
        <property name="interceptorNames" value="greetingAroundAdvice"/> <!-- 增强 -->
        <property name="optimize" value="true"/>                         <!-- 是否对代理生成策略进行优化 -->
    </bean>

</beans>

关于CGLib和JDK动态代理：

根据多年来实际项目经验得知：CGLib 创建代理的速度比较慢，但创建代理后运行的速度却非常快，而 JDK 动态代理正好相反。
如果在运行的时候不断地用 CGLib 去创建代理，系统的性能会大打折扣，所以建议一般在系统初始化的时候用 CGLib 去创建代理，
并放入 Spring 的 ApplicationContext 中以备后用。

11. Spring AOP：自动代理（扫描切面配置）

Spring AOP 基于切面也提供了一个自动代理生成器：DefaultAdvisorAutoProxyCreator。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans ...>

    ...

    <bean id="greetingAdvisor" class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
        <property name="pattern" value="aop.demo.GreetingImpl.good.*"/>
        <property name="advice" ref="greetingAroundAdvice"/>
    </bean>

    <bean class="org.springframework.aop.framework.autoproxy.DefaultAdvisorAutoProxyCreator">
        <property name="optimize" value="true"/>
    </bean>

</beans>

这里无需再配置代理了，因为代理将会由 DefaultAdvisorAutoProxyCreator 自动生成。也就是说，这个类可以扫描所有的切面类，并为其自动生成代理。

12. Spring + AspectJ（基于注解：通过 AspectJ execution 表达式拦截方法）

@Aspect
@Component
public class GreetingAspect {

    @Around("execution(* aop.demo.GreetingImpl.*(..))")
    public Object around(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
        before();
        Object result = pjp.proceed();
        after();
        return result;
    }

    private void before() {
        System.out.println("Before");
    }

    private void after() {
        System.out.println("After");
    }
}

方法的参数中包括一个 ProceedingJoinPoint 对象，它在 AOP 中称为 Joinpoint（连接点），可以通过该对象获取方法的任何信息，例如：方法名、参数等。

总结如下图：

再来一张表格，总结一下各类增强类型所对应的解决方案：

增强类型	基于 AOP 接口	基于 @Aspect	基于 <aop:config>
Before Advice（前置增强）	MethodBeforeAdvice	@Before	<aop:before>
AfterAdvice（后置增强）	AfterReturningAdvice	@After	<aop:after>
AroundAdvice（环绕增强）	MethodInterceptor	@Around	<aop:around>
ThrowsAdvice（抛出增强	ThrowsAdvice	@AfterThrowing	<aop:after-throwing>
IntroductionAdvice（引入增强）	DelegatingIntroductionInterceptor	@DeclareParents	<aop:declare-parents>

最后给一张 UML 类图描述一下 Spring AOP 的整体架构：

以上，需要结合例子深入学习。

（完）