《Spring实战》学习笔记-第四章：面向切面的Spring

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

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。

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。

AspectJ指示器	描述
arg()	限制连接点匹配参数为指定类型的执行方法
@args()	限制连接点匹配参数由指定注解标注的执行方法
execution()	用于匹配是连接点的执行方法
this()	限制连接点匹配AOP代理的Bean引用为指定类型的类
target()	限制连接点匹配目标对象为执行类型的类
@target()	限制连接点匹配特定的执行对象，这些对象对应的类要具备指定类型的注解
within()	限制连接点匹配指定的类型
@within()	限制连接点匹配指定注解所标注的类型
@annotation()	限制匹配带有指定注解连接点

编写切点

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）。

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

AOP配置元素	描述
<aop:advisor>	定义AOP通知器
<aop:after>	定义AOP后置通知（不管该方法是否执行成功）
<aop:after-returning>	在方法成功执行后调用通知
<aop:after-throwing>	在方法抛出异常后调用通知
<aop:around>	定义AOP环绕通知
<aop:aspect>	定义切面
<aop:aspect-autoproxy>	定义@AspectJ注解驱动的切面
<aop:before>	定义AOP前置通知
<aop:config>	顶层的AOP配置元素，大多数的<aop:*>包含在<aop:config>元素内
<aop:declare-parent>	为被通知的对象引入额外的接口，并透明的实现
<aop:pointcut>	定义切点

下面定义一个观众类：

package com.springinaction.springidol;

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：

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>

为通知传递参数

读心者：

package com.springinaction.springidol;

public interface MindReader {
	void interceptThoughts(String thoughts);

	String getThoughts();
}

Magician是MindReader 接口的一个简单实现：

package com.springinaction.springidol;

public class Magician implements MindReader {
	private String thoughts;

	@Override
	public void interceptThoughts(String thoughts) {
		System.out.println("Intercepting volunteer's thoughts");
		this.thoughts = thoughts;
	}

	@Override
	public String getThoughts() {
		return thoughts;
	}

}

下面是一个志愿者，供读心者去截取他的内心感应：

package com.springinaction.springidol;

public interface Thinker {
	void thinkOfSomething(String thoughts);
}

package com.springinaction.springidol;

public class Volunteer implements Thinker {
	private String thoughts;

	@Override
	public void thinkOfSomething(String thoughts) {
		System.out.println("Thinker: " + thoughts);
		this.thoughts = thoughts;
	}

	public String getThoughts() {
		return thoughts;
	}
}

通过配置实现将被通知方法的参数传递给通知：

<bean id="volunteer" class="com.springinaction.springidol.Volunteer" />
<bean id="magician" class="com.springinaction.springidol.Magician" />

<aop:config>
	<aop:aspect ref="magician"><!-- 引用magician Bean -->
		<!-- 声明切入点 -->
		<aop:pointcut id="thinking"
			expression="execution(* com.springinaction.springidol.Thinker.thinkOfSomething(String)) and args(thoughts) " />
		<aop:before method="interceptThoughts" pointcut-ref="thinking"
			arg-names="thoughts" />
	</aop:aspect>
</aop:config>

切入点指定了Thinker的thinkOfSomething()方法，指定了String参数，然后在args参数中标识了将thoughts作为参数。

同时，引用了thoughts参数，标识该参数必须传递给magician的interceptThoughts()方法。

注意：

引用的thoughts参数和pointcut标识的thoughts参数，二者名称必须一致！

测试：

@Test
public void testBeforeArgs() throws PerformanceException {
	ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-magician.xml");
	Thinker thinker = (Thinker) context.getBean("volunteer");
	MindReader mindReader = (MindReader) context.getBean("magician");
	thinker.thinkOfSomething("晚上吃啥呢？");
	System.out.println("MindReader: " + mindReader.getThoughts());
}

测试结果：

Intercepting volunteer’s thoughts
Thinker: 晚上吃啥呢？
MindReader: 晚上吃啥呢？

通过切面引入新功能

切面可以为SpringBean添加新方法：

<aop:aspect>
	<aop:declare-parents types-matching="com.springinaction.springidol.Performer+"
		implement-interface="com.springinaction.springidol.Contestant"
		default-impl="com.springinaction.springidol.GraciousContestant" />
</aop:aspect>

声明了此切面所通知的Bean在它的对象层次结构中拥有新的父类，即类型匹配Performer接口（由types-matching指定）的Bean会实现Contestant接口（由implement-interface指定），同时可以指定Contestant的实现（default-impl，也可以用delegate-ref指定一个Spring Bean来实现）。

注解切面：@Aspect、@Pointcut、

采用注解的方式将之前的Audience标注为一个切面：

package com.springinaction.springidol;

import org.aspectj.lang.annotation.AfterReturning;
import org.aspectj.lang.annotation.AfterThrowing;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;

@Aspect
public class AspectJAudience {

	// 定义切点
	@Pointcut("execution(* com.springinaction.springidol.Performer.perform(..))")
	public void performance() {

	}

	// 表演之前
	@Before("performance()")
	public void takeSeats() {
		System.out.println("The audience is taking their seats.");
	}

	// 表演之前
	@Before("performance()")
	public void turnOffCellPhones() {
		System.out.println("The audience is turning off their cellphones");
	}

	// 表演之后
	@AfterReturning("performance()")
	public void applaud() {
		System.out.println("CLAP CLAP CLAP CLAP CLAP");
	}

	// 表演失败之后
	@AfterThrowing("performance()")
	public void demandRefund() {
		System.out.println("Boo! We want our money back!");
	}

}

@Pointcut注解用于定义一个在@AspectJ切面内可重用的切点，其值是一个AspectJ切点表达式，这里标识该切点必须匹配Performer接口的perform()方法。performance()切点的名称作为参数赋值给了所有的通知注解，从而可以标识每一个通知方法应该应用在哪里。

**AfterReturning 和After 的区别：

• AfterReturning 增强处理处理只有在目标方法成功完成后才会被织入。
• After 增强处理不管目标方法如何结束（保存成功完成和遇到异常中止两种情况），它都会被织入。

使用配置注解，首先我们要将切面在spring上下文中声明成自动代理bean，即
<aop:aspectj-autoproxy />。

测试代码：

@Test
public void testAspectJBeforeAndAfter() 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

运行测试程序时可能会出错，形如：

org.springframework.beans.factory.BeanCreationException: Error creating bean with name ‘eddie’ defined in class path resource [spring-idol.xml]: Cannot create inner bean ‘com.springinaction.springidol.Guitar#365d15c6’ of type [com.springinaction.springidol.Guitar] while setting bean property ‘instrument’; nested exception is org.springframework.beans.factory.BeanCreationException: Error creating bean with name ‘com.springinaction.springidol.Guitar#365d15c6’ defined in class path resource [spring-idol.xml]: Initialization of bean failed; nested exception is java.lang.IllegalArgumentException: error at ::0 can’t find referenced pointcut performance

上网搜了一下，发现是JDK不匹配。
我原来用的JDK1.7匹配的是aspectjrt.1.6.2和aspectjweaver.1.6.2，因此会报错。

如果要使用AspectJ完成注解切面需要注意下面的JDK与AspectJ的匹配：
JDK1.6 —— aspectJ1.6
JDK1.7 —— aspectJ1.7.3+

注解环绕通知：@Around

package com.springinaction.springidol;

import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;

@Aspect
public class AspectJAroundAudience {

	// 定义切点
	@Pointcut("execution(* com.springinaction.springidol.Performer.perform(..))")
	public void performance() {

	}

	@Around("performance()")
	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!");
		}
	}
}

不要忘了配置：@Aspect和
测试代码：

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

传递参数给所标注的通知

package com.springinaction.springidol;

import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;

@Aspect
public class AspectJMagician implements MindReader {
	private String thoughts;

	@Pointcut("execution(* com.springinaction.springidol.Thinker.thinkOfSomething(String)) && args(thoughts))")
	public void thinking(String thoughts){
		
	}

	@Override
	@Before("thinking(thoughts)")
	public void interceptThoughts(String thoughts) {
		System.out.println("Intercepting volunteer's thoughts");
		this.thoughts = thoughts;
	}

	@Override
	public String getThoughts() {
		return thoughts;
	}

}

变为@Pointcut，变为@Before，注解里不需要arg-names属性所对应的注解。