分布于应用中多处的功能称为横切关注点，通过这些横切关注点在概念上是与应用的业务逻辑相分离的，但其代码往往直接嵌入在应用的业务逻辑之中。将这些横切关注点与业务逻辑相分离正是面向切面编程（AOP）所要解决的。

什么是面向切面编程

image

切面实现了横切关注点的模块化

面向切面编程中，通过声明的方式定义通用功能（安全、事务等）以何种方式在何处应用，而无需修改受影响的类（CourseService、StudentService等）。

AOP术语

通知（Advice）：何种功能、何时

切面的工作被称为通知，同时通知还要解决何时执行这个工作的问题。Spring切面可以应用5种类型的通知：

• Before：在方法被调用之前调用通知；

• After：在方法调用之后调用通知；

• After-returning：在方法成功执行后；

• After-throwing：在方法抛出异常后；

• Around：在方法调用之前和之后都会调用通知；

连接点（Joinpoint）：能够应用通知的点

连接点是在应用执行过程中能够插入切面的一个点，这个点可以是调用方法时、抛出异常时、甚至修改一个字段时。切面代码可以利用这些点插入到应用的正常流程中。

切点（Pointcut）：何处，应用通知的连接点的集合

切点的定义会匹配通知所要织入的一个或多个连接点。我们通常使用明确的类和方法名称来指定这些切点，或是利用正则表达式定义匹配来指定这些切点。

切面（Aspect）

切面是通知和切点的结合，即何时在何处完成何种功能。

引入（Introduction）

引入允许我们向现有的类添加新方法或属性，从而可以在无需修改现有类的情况下，让它们具有新的行为和状态。

织入（Weaving）

将切面应用到目标对象来创建新的代理对象的过程。切面在指定的连接点被织入到目标对象中，在目标对象的生命周期里有多个点可以进行织入：

• 编译期：需要特殊的编译器，AspectJ的织入编译器就是这种方式；

• 类加载期：在目标类加载到JVM时被织入，需要特殊的类加载器。

• 运行期：在应用运行的某个时刻被织入，一般情况下，在织入切面时，AOP容器会为目标对象动态地创建一个代理对象。Spring AOP就是这种方式。

Spring对AOP的支持

• 基于代理的经典AOP；

• @AspectJ注解驱动的切面；

• 纯POJO切面；

• 注入式AspectJ切面（适合Spring个版本）；

Spring是在运行期将切面织入到所管理的Bean中的，如图所示，代理类封装了目标类，当拦截到方法调用时，在调用目标Bean的方法之前，代理会执行切面逻辑。真正应用需要被代理的Bean时，Spring才会创建代理对象。Spring的切面由包裹了目标对象的代理类实现，代理类处理方法的调用，执行额外的切面逻辑，并调用目标方法。

image

Spring的切面由包裹了目标对象的代理类实现，代理类处理方法的调用，执行额外的切面逻辑，并调用目标方法。

Spring只支持方法连接点，缺少对字段连接点的支持，例如拦截对象字段的修改。也不支持构造器连接点，也就无法在Bean创建时应用通知。

使用切点选择连接点

Spring AOP中，需要使用AspectJ的切点表达式来定义切点。

编写切点

image

使用AspectJ切点表达式来定位

这里使用了execution()指示器来选择Instrument的play()方法。表达式以*开头表示不关心返回值的类型，然后指定了全限定类名和方法名，使用..作为方法的参数列表，表示可以是任意的入参。

使用&&将execution()和within()进行连接，那么也就可以使用||（或）和!（非）。

image

使用within()指示器限制切点范围

使用Spring的bean()指示器

bean()使用Bean id来作为参数，从而限制切点只匹配特定的Bean，如：

execution(* com.springinaction.springidol.Instrument.play()) and bean(eddie)

这里，表示在执行Instrument的play()方法时应用通知，但限定Bean的id为eddie。

在XML中声明切面

所需jar包:

无标题.png

表演者接口：

public interface Performer {

    void perform();

}

歌唱家类：

public class Instrumentalist implements Performer {

    private String song;

    private Instrument instrument;

    public Instrumentalist() {

    }

    public void perform() {

        System.out.print("Playing " + song + " : ");

        instrument.play();

    }

    public void setSong(String song) { // 注入歌曲

        this.song = song;

    }

    public String getSong() {

        return song;

    }

    public String screamSong() {

        return song;

    }

    public void setInstrument(Instrument instrument) { // 注入乐器

        this.instrument = instrument;

    }

}

乐器接口：

public interface Instrument {

    public void play();

}

吉他类：

public class Guitar implements Instrument {

    public void play() {

        System.out.println("Strum strum strum");

    }

}

下面定义一个观众类：

public class Audience {    // 表演之前
    public void takeSeats() {
        System.out.println("The audience is taking their seats.");
    }    // 表演之前
    public void turnOffCellPhones() {
        System.out.println("The audience is turning off their cellphones");
    }    // 表演之后
    public void applaud() {
        System.out.println("CLAP CLAP CLAP CLAP CLAP");
    }    // 表演失败之后
    public void demandRefund() {
        System.out.println("Boo! We want our money back!");
    }
}

声明前置和后置通知

<?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:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans 
    http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
    http://www.springframework.org/schema/aop
    http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd">

    <bean id="eddie" class="com.springinaction.springidol.Instrumentalist">
        <property name="instrument">
            <bean class="com.springinaction.springidol.Guitar" />
        </property>
        <property name="song" value="my love" />
    </bean>

    <bean id="audience" class="com.springinaction.springidol.Audience" />

    <aop:config>
        <aop:aspect ref="audience"><!-- 引用audience Bean -->
            <!-- 声明切入点 -->
            <aop:pointcut id="performance"
                expression="execution(* com.springinaction.springidol.Performer.perform(..))" />
            <!-- 表演之前 -->
            <aop:before pointcut-ref="performance" method="takeSeats" />
            <aop:before pointcut-ref="performance" method="turnOffCellPhones" />
            <!-- 表演之后 -->
            <aop:after-returning pointcut-ref="performance"
                method="applaud" />
            <!-- 表演失败之后 -->
            <aop:after-throwing pointcut-ref="performance"
                method="demandRefund" />
        </aop:aspect>
    </aop:config></beans>

在<aop:config>中，可以声明一个或多个通知器、切面或者切点。pointcut属性定义了通知所引用的切点。最终的通知逻辑如何织入到业务逻辑中：

image

Audience切面包含4中通知，这些通知把通知=逻辑织入到匹配的切面的切点方法中

测试代码：

@Test
    public void testBeforeAndAfter() throws PerformanceException{
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-idol.xml");
        Performer performer = (Performer) context.getBean("eddie");
        performer.perform();
    }

测试结果：

The audience is taking their seats.
The audience is turning off their cellphones
Playing my love : Guitar Guitar Guitar
CLAP CLAP CLAP CLAP CLAP

声明环绕通知

前置通知和后置通知之间共享消息需要使用成员变量，而Audience是单例，使用成员变量有可能存在线程安全问题。使用环绕通知可以完成之前前置和后置所实现的相同功能，而且只需一个方法。

package com.springinaction.springidol;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
public class AroundAudience {    
public void watchPerformance(ProceedingJoinPoint joinpoint) {        
try {            // 表演之前
            System.out.println("The audience is taking their seats.");
            System.out.println("The audience is turning off their cellphones");            
            long start = System.currentTimeMillis();            // 执行被通知的方法
            joinpoint.proceed();            // 表演之后
            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("CLAP CLAP CLAP CLAP CLAP");
            System.out.println("The performance took " + (end - start) + " milliseconds.");
        } catch (Throwable t) {            // 表演失败之后
            System.out.println("Boo! We want our money back!");
        }
    }
}

ProceedingJoinPoint作为入参，从而可以在通知里调用被通知的方法。

XML配置：

<bean id="audience" class="com.springinaction.springidol.AroundAudience" />
<aop:config>
    <aop:aspect ref="audience"><!-- 引用audience Bean -->
        <!-- 声明切入点 -->
        <aop:pointcut id="performance"
            expression="execution(* com.springinaction.springidol.Performer.perform(..))" />
        <aop:around method="watchPerformance" pointcut-ref="performance" />
    </aop:aspect>
    </aop:config></pre>

一个实际例子---日志记录

AspectJ使用org.aspectj.lang.JoinPoint接口表示目标类连接点对象，如果是环绕增强时，使用org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint表示连接点对象，该类是JoinPoint的子接口。任何一个增强方法都可以通过将第一个入参声明为JoinPoint访问到连接点上下文的信息。我们先来了解一下这两个接口的主要方法：
1)JoinPoint
 java.lang.Object[] getArgs()：获取连接点方法运行时的入参列表；
 Signature getSignature() ：获取连接点的方法签名对象；
 java.lang.Object getTarget() ：获取连接点所在的目标对象；
 java.lang.Object getThis() ：获取代理对象本身；
2)ProceedingJoinPoint
ProceedingJoinPoint继承JoinPoint子接口，它新增了个用于执行连接点方法的方法：
 java.lang.Object proceed() throws java.lang.Throwable：通过反射执行目标对象的连接点处的方法；

二、代码演示。

SecurityHandler.java

package com.tgb.spring;  

import org.aspectj.lang.JoinPoint;  

public class SecurityHandler{  

    private void checkSecurity(JoinPoint joinPoint){  

        for (int i = 0; i < joinPoint.getArgs().length; i++) {  

            System.out.println(joinPoint.getArgs()[i]);  

        }  

        System.out.println(joinPoint.getSignature().getName());  
        System.out.println("=====checkSecurity====");  
    }  
}  

Client.java

package com.tgb.spring;  

  

import org.springframework.beans.factory.BeanFactory;  

import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;  

  

import com.tgb.spring.UserManager;  

  

  

  

public class Client {  

  

    public static void main(String[] args) {  

    BeanFactory factory=new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");  

        UserManager userManager=(UserManager) factory.getBean("userManager");  

        userManager.addUser("张三", "123");  

        //userManager.delUser(1);  

          

    }  

}  

UserManager.java

package com.tgb.spring;  

  

public interface UserManager {  

      

    public void addUser(String username,String password);  

      

    public void delUser(int userId);  

      

    public String findUserById(int userId);  

      

    public void modifyUser(int userId,String username,String password);  

      

}  

UserManagerImpl.java

package com.tgb.spring;  

  

public class UserManagerImpl implements UserManager {  

  

    public void addUser(String username, String password) {  

        //checkSecurity();  

            System.out.println("===UserManager.addUser===");  

  

    }  

  

    public void delUser(int userId) {  

        //checkSecurity();  

        System.out.println("===UserManager.delUser===");  

  

    }  

  

    public String findUserById(int userId) {  

        //checkSecurity();  

        System.out.println("===UserManager.findUserById===");  

    return  "张三";  

    }  

  

    public void modifyUser(int userId, String username, String password) {  

        //checkSecurity();  

        System.out.println("===UserManager.modifyUser===");  

  

    }  

      

//  private void checkSecurity(){  

//      System.out.println("checkSecurity");  

//  

//  }  

  

}  

applicationContext.xml

<?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:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"  

         xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"  

         xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.0.xsd  

           http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-2.0.xsd  

           http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-2.0.xsd">  

  

  

<bean id="userManager" class="com.tgb.spring.UserManagerImpl" />  

<bean id="securityHandler" class="com.tgb.spring.SecurityHandler"/>  

<aop:config>  

    <aop:aspect id="securityAspect" ref="securityHandler">  

  

         <aop:pointcut id="addAddMethod" expression="execution(* com.tgb.spring.*.*(..))" />  

        <aop:before method="checkSecurity" pointcut-ref="addAddMethod" />  

    </aop:aspect>  

</aop:config>  

</beans>