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如何理解Spring框架的重要特性:AOP

btikc 2024-10-15 09:04:09 技术文章 5 ℃ 0 评论

前文《如何理解Spring框架的核心设计思想IoC模式 》介绍了Spring框架最重要的的设计模式:控制反转(IoC)。除了IoC以外,Spring框架还有一个重要特性就是面向切面编程,英文缩写为AOP。

本文就来探讨一下Spring的AOP技术。AOP是面向对象编程(OOP)的延续,也是Spring框架中的一个重要内容。

什么是AOP

AOPAspect Oriented Programming的缩写,中文说法是:面向切面编程,这个概念比较令人难以理解。简单说,AOP是一种通过程序运行期动态代理或预编译等机制,为分散的对象实现公共功能的一种技术。

听起来还是有点抽象,那么我们就举一个例子说明。有这样一个系统,对外界提供各种不同的服务。现在我们希望记录下来每个用户使用服务的行为,以便将来为用户建立画像。

为了实现这个功能,我们在每个用户的请求到达某个服务的时候记录一下,比如将<用户ID、服务ID、时间戳>这样一条记录写到日志上。

每个服务处理函数中都会有一段相同的代码块,获取当前时间,并记录日志。那么我们可以把这部分共同的代码块单独提取出来,封装为一个公共方法,由每个服务处理函数在一开始就调用它。

现在看起来已经不错了,但是我们还不满足,希望把这个公共函数与每个服务处理函数的代码彻底解耦。那么就可以利用DI(依赖注入)把这个公共方法(对象)注入到需要调用它的地方。

这就是AOP模式,利用AOP可以把公共方法与具体业务逻辑进行解耦,提高代码的可重用性和开发的效率

AOP模式的基本概念

下面我们来说明AOP模式的一些基本概念。

在上面的图中,各个服务在入口处都调用了公共方法,仿佛有一把刀把各个服务的业务逻辑,在服务入口处切开,看到的都是同样的方法调用,切开的地方就是服务的切面(Aspect)。

公共方法就是切面(Aspect),服务A和服务B调用切面的地方就是连接点(Joint point),服务A和服务B是要把切面连接进来的目标(Target)。

将切面和目标连接起来的动作,有一个专门术语:织入(Weaving),将切面方法和目标对象连接起来,是不是很像织布呢?

有时候,不是每一个目标对象都要调用同一个公共方法,更多的情况是,一类对象要调用切面A,另外一类对象要调用切面B。这样每个切面需要有一个筛选条件,通过这个筛选条件将切面和对应的连接点关联起来,只有符合条件的连接点才可以调用切面。

用来匹配连接点的筛选条件就是切点(Pointcut),切点定义的程序具体要做的操作是增强(Advice),也就是对织入的目标对象的功能的增强。

总结一下上面提到的概念:

  • Aspect(切面): 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需要调用切面的地方,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。
  • Pointcut(切点):表示一组连接点,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。业内也有人将Advice称作通知,意思是当连接点满足切点条件后,触发通知。
  • 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的过程。
  • Weaver(编织器):根据配置(有时是通过注解)完成织入过程的组件。

Joint point类型

AOP中的连接点可以有多种类型:比如构造方法调用,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,类的初始化等。

在AOP的概念中,我们可以在上面这些连接点织入我们自定义的切面。但是Spring只支持方法执行类型的连接点。

Advice 的类型

根据Advice在连接点执行的时机,又分为很多不同类型,我们可以根据不同的需求,选择合适的Advice类型。目前Spring框架支持5种Advice:

    • 前置通知 Before adviceJoint point 前被执行,用@Before注解声明;
    • 后置通知 After adviceJoint point 退出后被执行,用@After注解声明;
    • 返回通知 After return adviceJoint point 正常返回后执行,用@AfterReturning注解声明;
    • 异常通知 After throwing advice:在Joint point 抛出异常后执行,用@AfterThrowing注解声明;
    • 环绕通知 Around advice:在 Joint point 前和退出后都执行,用@Around注解声明。

如果要在Java程序中应用AOP,则可以引入Aspectj库,Aspectj库就是AOP模式的一个Java实现。而Spring AOP是基于Aspectj实现的专门针对于Spring自身支持的AOP框架。

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