面试题总结:Spring框架(三)AOP面向切面编程详解

转载自:https://blog.csdn.net/q982151756/article/details/80513340

并在此内容基础上做略微的修改调整!

感谢!

一、对AOP的初印象

 

首先先给出一段比较专业的术语(来自百度):

在软件业,AOP为Aspect Oriented Programming的缩写,意为:面向切面编程,通过预编译方
运行期动态代理实现程序功能的统一维护的一种技术。

AOP是OOP的延续,是软件开发中的一个热点,也是Spring框架中的一个重要内容,是函数式编程的一种衍生范型

#使用AOP的目的:

利用AOP可以对业务逻辑的各个部分进行隔离,从而使得业务逻辑各部分之间的耦合度降低,提高程序的可重用性,同时提高了开发的效率。

“面向切面编程”, 这样的名字并不是非常容易理解,且容易产生一些误导。有些人认为“OOP/OOD11即将落伍,AOP是新一代软件开发方式”。显然,发言者并没有理解AOP的含义。Aspect,的确是“方面”的意思。不过,汉语传统语义中的“方面”,大多数情况下指的是一件事情的不同维度、或者说不同角度上的特性,比如我们常说:“这件事情要从几个方面来看待”,往往意思是:需要从不同的角度来看待同一个事物。这里的“方面”,指的是事物的外在特性在不同观察角度下的体现。而在AOP中,Aspect的含义,可能更多的理解为“切面”比较合适。

可以通过预编译方式和运行期动态代理实现在不修改源代码的情况下给程序动态统一添加功能的一种技术。AOP实际是GoF设计模式的延续,设计模式孜孜不倦追求的是调用者和被调用者之间的解耦,提高代码的灵活性和可扩展性,AOP可以说也是这种目标的一种实现。

在Spring中提供了面向切面编程的丰富支持,允许通过分离应用的业务逻辑与系统级服务(例如审计(auditing)和事务(transaction)管理)进行内聚性的开发。应用对象只实现它们应该做的——完成业务逻辑——仅此而已。它们并不负责(甚至是意识)其它的系统级关注点,例如日志或事务支持。

主要功能

日志记录,性能统计,安全控制,事务处理,异常处理等等。

主要意图

将日志记录,性能统计,安全控制,事务处理,异常处理等代码从业务逻辑代码中划分出来,通过对这些行为的分离,我们希望可以将它们独立到非指导业务逻辑的方法中,进而改变这些行为的时候不影响业务逻辑的代码。

然后我们举一个比较容易理解的例子(来自:Spring 之 AOP):

要理解切面编程,就需要先理解什么是切面。用刀把一个西瓜分成两瓣,切开的切口就是切面;炒菜,锅与炉子共同来完成炒菜,锅与炉子就是切面。web层级设计中,web层->网关层->服务层->数据层,每一层之间也是一个切面。

编程中,对象与对象之间,方法与方法之间,模块与模块之间都是一个个切面

我们一般做活动的时候,一般对每一个接口都会做活动的有效性校验(是否开始、是否结束等等)、以及这个接口是不是需要用户登录。

按照正常的逻辑,我们可以这么做。 
 

这里写图片描述

这有个问题就是,有多少接口,就要多少次代码copy。对于一个“懒人”,这是不可容忍的。好,提出一个公共方法,每个接口都来调用这个接口。这里有点切面的味道了。 

这里写图片描述

同样有个问题,我虽然不用每次都copy代码了,但是,每个接口总得要调用这个方法吧。于是就有了切面的概念,我将方法注入到接口调用的某个地方(切点)。

这里写图片描述

这样接口只需要关心具体的业务,而不需要关注其他非该接口关注的逻辑或处理。 
红框处,就是面向切面编程。

二、AOP中的相关概念


看过了上面的例子,我想大家脑中对AOP已经有了一个大致的雏形,但是又对上面提到的切面之类的术语有一些模糊的地方,接下来就来讲解一下AOP中的相关概念,了解了AOP中的概念,才能真正的掌握AOP的精髓。 


这里还是先给出一个比较专业的概念定义:

Aspect(切面): Aspect 声明类似于 Java 中的类声明,在 Aspect 中会包含着一些 Pointcut 以及相应的 Advice。


Joint point(连接点):表示在程序中明确定义的点,典型的包括方法调用,对类成员的访问以及异常处理程序块的执行等等,它自身还可以嵌套其它 joint point。
Pointcut(切点):表示一组 joint point,这些 joint point 或是通过逻辑关系组合起来,或是通过通配、正则表达式等方式集中起来,它定义了相应的 Advice 将要发生的地方。


Advice(增强):Advice 定义了在 Pointcut 里面定义的程序点具体要做的操作,它通过 beforeafteraround 来区别是在每个 joint point 之前、之后还是代替执行的代码。


Target(目标对象):织入 Advice 的目标对象.。


Weaving(织入):将 Aspect 和其他对象连接起来, 并创建 Adviced object 的过程。


然后举一个容易理解的例子: 
看完了上面的理论部分知识, 我相信还是会有不少朋友感觉到 AOP 的概念还是很模糊, 对 AOP 中的各种概念理解的还不是很透彻.。其实这很正常, 因为 AOP 中的概念是在是太多了, 我当时也是花了老大劲才梳理清楚的。


下面我以一个简单的例子来比喻一下 AOP 中 Aspect, Joint point, Pointcut 与 Advice之间的关系.。
让我们来假设一下, 从前有一个叫爪哇的小县城, 在一个月黑风高的晚上, 这个县城中发生了命案。作案的凶手十分狡猾, 现场没有留下什么有价值的线索. 不过万幸的是, 刚从隔壁回来的老王恰好在这时候无意中发现了凶手行凶的过程, 但是由于天色已晚, 加上凶手蒙着面, 老王并没有看清凶手的面目, 只知道凶手是个男性, 身高约七尺五寸。爪哇县的县令根据老王的描述, 对守门的士兵下命令说: 凡是发现有身高七尺五寸的男性, 都要抓过来审问。士兵当然不敢违背县令的命令, 只好把进出城的所有符合条件的人都抓了起来.

来让我们看一下上面的一个小故事和 AOP 到底有什么对应关系. 
首先我们知道, 在 Spring AOP 中 Joint point 指代的是所有方法的执行点, 而 pointcut 是一个描述信息, 它修饰的是 Joint point, 通过 point cut, 我们就可以确定哪些 Joint point 可以被织入 Advice. 对应到我们在上面举的例子, 我们可以做一个简单的类比, Joint point 就相当于 爪哇的小县城里的百姓,pointcut 就相当于 老王所做的指控, 即凶手是个男性, 身高约七尺五寸, 而 Advice 则是施加在符合老王所描述的嫌疑人的动作: 抓过来审问. 
为什么可以这样类比呢?

Joint point : 爪哇的小县城里的百姓: 因为根据定义, Joint point 是所有可能被织入 Advice 的候选的点, 在 Spring AOP中, 则可以认为所有方法执行点都是 Joint point. 而在我们上面的例子中, 命案发生在小县城中, 按理说在此县城中的所有人都有可能是嫌疑人.

Pointcut :男性, 身高约七尺五寸: 我们知道, 所有的方法(joint point) 都可以织入 Advice, 但是我们并不希望在所有方法上都织入 Advice, 而 Pointcut 的作用就是提供一组规则来匹配joinpoint, 给满足规则的 joinpoint 添加 Advice. 同理, 对于县令来说, 他再昏庸, 也知道不能把县城中的所有百姓都抓起来审问, 而是根据凶手是个男性, 身高约七尺五寸, 把符合条件的人抓起来. 在这里 凶手是个男性, 身高约七尺五寸 就是一个修饰谓语, 它限定了凶手的范围, 满足此修饰规则的百姓都是嫌疑人, 都需要抓起来审问.

Advice :抓过来审问, Advice 是一个动作, 即一段 Java 代码, 这段 Java 代码是作用于 point cut 所限定的那些 Joint point 上的. 同理, 对比到我们的例子中, 抓过来审问 这个动作就是对作用于那些满足 男性, 身高约七尺五寸 的爪哇的小县城里的百姓.

Aspect::Aspect 是 point cut 与 Advice 的组合, 因此在这里我们就可以类比: “根据老王的线索, 凡是发现有身高七尺五寸的男性, 都要抓过来审问” 这一整个动作可以被认为是一个 Aspect。

最后是一个描述这些概念之间关系的图: 
 

这里写图片描述

三、其他的一些内容


AOP中的Joinpoint可以有多种类型:构造方法调用,字段的设置和获取,方法的调用,方法的执行,异常的处理执行,类的初始化。也就是说在AOP的概念中我们可以在上面的这些Joinpoint上织入我们自定义的Advice,但是在Spring中却没有实现上面所有的joinpoint,确切的说,Spring只支持方法执行类型的Joinpoint。

Advice 的类型

before advice, 在 join point 前被执行的 advice. 虽然 before advice 是在 join point 前被执行, 但是它并不能够阻止 join point 的执行, 除非发生了异常(即我们在 before advice 代码中, 不能人为地决定是否继续执行 join point 中的代码)

after return advice, 在一个 join point 正常返回后执行的 advice

after throwing advice, 当一个 join point 抛出异常后执行的 advice
after(final) advice, 无论一个 join point 是正常退出还是发生了异常, 都会被执行的 advice.
around advice, 在 join point 前和 joint point 退出后都执行的 advice. 这个是最常用的 advice.
introduction,introduction可以为原有的对象增加新的属性和方法。
在Spring中,通过动态代理和动态字节码技术实现了AOP,这些内容,我们将在以后进行讲解。
 

以下部分参考自:

https://www.jianshu.com/p/570c5283b1fc

spring中AOP实现原理

AOP的实现实际上是用的是代理模式

代理

代理概念:简单的理解就是通过为某一个对象创建一个代理对象,我们不直接引用原本的对象,而是由创建的代理对象来控制对原对象的引用。

按照代理的创建时期,代理类可以分为两种。

  • 静态代理:由程序员创建或特定工具自动生成源代码,再对其编译。在程序运行前,代理类的.class文件就已经存在了。
  • 动态代理:在程序运行时,运用反射机制动态创建而成,无需手动编写代码。动态代理不仅简化了编程工作,而且提高了软件系统的可扩展性,因为Java反射机制可以生成任意类型的动态代理类。

代理原理:代理对象内部含有对真实对象的引用,从而可以操作真实对象,同时代理对象提供与真实对象相同的接口以便在任何时刻都能代替真实对象。同时,代理对象可以在执行真实对象操作时,附加其他的操作,相当于对真实对象进行封装。

spring使用的是动态代理。

动态代理之JDK

java jdk 本身支持动态创建代理对象。

java的动态代理,有个缺点,它只支持实现了接口的类。因此可以引入cglib(Code Generation Library)三方库支持类的代理。
对JDK动态代理有兴趣的可以参考一下:http://blog.csdn.net/u012410733/article/details/52205562

动态代理之cglib

对cglib库有兴趣可以参考一下:http://blog.csdn.net/danchu/article/details/70238002

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