Spring AOP(一) AOP基本概念

 Spring架構自誕生之日就拯救我等程式員于水火之中，它有兩大法寶，一個是IoC控制反轉，另一個便是AOP面向切面程式設計。今日我們就來破一下它的AOP法寶，以便以後也能自由使出一手AOP大法。

 AOP全名Aspect-oriented programming面向切面程式設計大法，它有很多兄弟，分别是經常見的面向對象程式設計，樸素的面向過程程式設計和神秘的函數式程式設計等。所謂AOP的具體解釋，以及和OOP的差別不清楚的同學可以自行去了解。

 AOP實作的關鍵在于AOP架構自動建立的AOP代理，AOP代理主要分為靜态代理和動态代理。本文就主要講解AOP的基本術語，然後用一個例子讓大家徹底搞懂這些名詞，最後介紹一下AOP的兩種代理方式：

• 以AspectJ為代表的靜态代理。
• 以Spring AOP為代表的動态代理。

基本術語

(1)切面(Aspect)

 切面是一個橫切關注點的子產品化，一個切面能夠包含同一個類型的不同增強方法，比如說事務處理和日志處理可以了解為兩個切面。切面由切入點和通知組成，它既包含了橫切邏輯的定義，也包括了切入點的定義。 Spring AOP就是負責實施切面的架構，它将切面所定義的橫切邏輯織入到切面所指定的連接配接點中。

@Component
@Aspect
public class LogAspect {
}           

 可以簡單地認為, 使用 @Aspect 注解的類就是切面

(2) 目标對象(Target)

 目标對象指将要被增強的對象，即包含主業務邏輯的類對象。或者說是被一個或者多個切面所通知的對象。

(3) 連接配接點(JoinPoint)

 程式執行過程中明确的點，如方法的調用或特定的異常被抛出。連接配接點由兩個資訊确定：

• 方法(表示程式執行點，即在哪個目标方法)
• 相對點(表示方位，即目标方法的什麼位置，比如調用前，後等)

 簡單來說，連接配接點就是被攔截到的程式執行點，因為Spring隻支援方法類型的連接配接點，是以在Spring中連接配接點就是被攔截到的方法。

@Before("pointcut()")
public void log(JoinPoint joinPoint) { //這個JoinPoint參數就是連接配接點
}           

(4) 切入點(PointCut)

 切入點是對連接配接點進行攔截的條件定義。切入點表達式如何和連接配接點比對是AOP的核心，Spring預設使用AspectJ切入點文法。 

 一般認為，所有的方法都可以認為是連接配接點，但是我們并不希望在所有的方法上都添加通知，而切入點的作用就是提供一組規則(使用 AspectJ pointcut expression language 來描述) 來比對連接配接點，給滿足規則的連接配接點添加通知。

@Pointcut("execution(* com.remcarpediem.test.aop.service..*(..))")
public void pointcut() {
}           

 上邊切入點的比對規則是

com.remcarpediem.test.aop.service

包下的所有類的所有函數。

(5) 通知(Advice)

 通知是指攔截到連接配接點之後要執行的代碼，包括了“around”、“before”和“after”等不同類型的通知。Spring AOP架構以攔截器來實作通知模型，并維護一個以連接配接點為中心的攔截器鍊。 

// @Before說明這是一個前置通知，log函數中是要前置執行的代碼，JoinPoint是連接配接點，
@Before("pointcut()")
public void log(JoinPoint joinPoint) { 
}           

(6) 織入(Weaving)

 織入是将切面和業務邏輯對象連接配接起來, 并建立通知代理的過程。織入可以在編譯時，類加載時和運作時完成。在編譯時進行織入就是靜态代理，而在運作時進行織入則是動态代理。

(7) 增強器(Adviser)

 Advisor是切面的另外一種實作，能夠将通知以更為複雜的方式織入到目标對象中，是将通知包裝為更複雜切面的裝配器。Advisor由切入點和Advice組成。

 Advisor這個概念來自于Spring對AOP的支撐，在AspectJ中是沒有等價的概念的。Advisor就像是一個小的自包含的切面，這個切面隻有一個通知。切面自身通過一個Bean表示，并且必須實作一個預設接口。

// AbstractPointcutAdvisor是預設接口
public class LogAdvisor extends AbstractPointcutAdvisor {
    private Advice advice; // Advice
    private Pointcut pointcut; // 切入點

    @PostConstruct
    public void init() {
        // AnnotationMatchingPointcut是依據修飾類和方法的注解進行攔截的切入點。
        this.pointcut = new AnnotationMatchingPointcut((Class) null, Log.class);
        // 通知
        this.advice = new LogMethodInterceptor();
    }
}
           

深入了解

 看完了上面的理論部分知識, 我相信還是會有不少朋友感覺AOP 的概念還是很模糊, 對 AOP 的術語了解的還不是很透徹。現在我們就找一個具體的案例來說明一下。

 簡單來講，整個 aspect 可以描述為: 滿足 pointcut 規則的 joinpoint 會被添加相應的 advice 操作。我們來看下邊這個例子。

@Component
@Aspect // 切面
public class LogAspect {
    private final static Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(LogAspect.class.getName());
     // 切入點，表達式是指com.remcarpediem.test.aop.service
     // 包下的所有類的所有方法
    @Pointcut("execution(* com.remcarpediem.test.aop.service..*(..))")
    public void aspect() {}
    // 通知，在符合aspect切入點的方法前插入如下代碼，并且将連接配接點作為參數傳遞
    @Before("aspect()")
    public void log(JoinPoint joinPoint) { //連接配接點作為參數傳入
        if (LOGGER.isInfoEnabled()) {
            // 獲得類名，方法名，參數和參數名稱。
            Signature signature = joinPoint.getSignature();
            String className = joinPoint.getTarget().getClass().getName();
            String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
            Object[] arguments = joinPoint.getArgs();
            MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();

            String[] argumentNames = methodSignature.getParameterNames();

            StringBuilder sb = new StringBuilder(className + "." + methodName + "(");

            for (int i = 0; i< arguments.length; i++) {
                Object argument = arguments[i];
                sb.append(argumentNames[i] + "->");
                sb.append(argument != null ? argument.toString() : "null ");
            }
            sb.append(")");

            LOGGER.info(sb.toString());
        }
    }
}           

 上邊這段代碼是一個簡單的日志相關的切面，依次定義了切入點和通知，而連接配接點作為log的參數傳入進來，進行一定的操作，比如說擷取連接配接點函數的名稱，參數等。

靜态代理模式

 所謂靜态代理就是AOP架構會在編譯階段生成AOP代理類，是以也稱為編譯時增強。ApsectJ是靜态代理的實作之一，也是最為流行的。靜态代理由于在編譯時就生成了代理類，效率相比動态代理要高一些。AspectJ可以單獨使用，也可以和Spring結合使用。

動态代理模式

 與靜态代理不同，動态代理就是說AOP架構不會去修改編譯時生成的位元組碼，而是在運作時在記憶體中生成一個AOP代理對象，這個AOP對象包含了目标對象的全部方法，并且在特定的切點做了增強處理，并回調原對象的方法。

 Spring AOP中的動态代理主要有兩種方式：JDK動态代理和CGLIB動态代理。

 JDK代理通過反射來處理被代理的類，并且要求被代理類必須實作一個接口。核心類是 InvocationHandler接口 和 Proxy類。

 而當目标類沒有實作接口時，Spring AOP架構會使用CGLIB來動态代理目标類。

 CGLIB（Code Generation Library），是一個代碼生成的類庫，可以在運作時動态的生成某個類的子類。CGLIB是通過繼承的方式做的動态代理，是以如果某個類被标記為final，那麼它是無法使用CGLIB做動态代理的。核心類是 MethodInterceptor 接口和Enhancer 類

後記

 AOP的基礎知識都比較枯燥，本人也不擅長概念性的文章，不過下一篇文章就是AOP源碼分析了，希望大家可以繼續關注。