详解SSJ（Spring3.x mvc + Spring3.x Core + JPA2.x）轻量级集成开发—第5章 剖析Spring3.x AOP特性01

目录

一、AOP简介；

二、为什么需要使用AOP；

三、设计模式之代理模式；

四、JDK动态代理实现；

五、Spring AOP简介；

六、Spring AOP术语；

七、基于Schema配置文件形式的Spring AOP；

 

前言

经过前面几个章节的学习，笔者已经详细的为大家讲解了关于Spring的内核技术（IOC）。那么从本章开始，笔者将会为大家讲解关于Spring AOP的一些技术。由于AOP的内容涉及范围较广，所以笔者仍然打算分成多章进行逐步讲解，希望大家能够耐心进行阅读。

笔者收到较多私信，很多朋友都是询问关于后期章节的内容安排，或者直接帖一大堆调试代码让笔者解释原因。对此笔者只能表示无奈，由于时间有限（高质量的博文需要笔者花费大量的时间去构思），加之年前项目周期较紧，所以笔者将不能及时回复，希望大家给予谅解。在此衷心的祝愿大家，新年快乐，奖金丰收。

 

一、AOP简介与实现

AOP（Aspect Oriented Programming，面向切面编程）简单来说就是在不改变源代码的前提下，通过前后横切的方式，动态添加新功能，这就是AOP。笔者经常听到很多朋友喜欢拿AOP与OOP（Object Oriented Programming，面向对象编程）进行比较，而且还分析得津津有味（曾出现在某些高校的学术论文上）。在此笔者希望大家能够明白AOP仅仅只是作为OOP的一种特性补充，如果脱离OOP，AOP将一无是处。

OOP延伸自POP（Procedure-Oriented Programming，面向过程编程），这才是一种创新的软件设计思想。换句话来说AOP其实是基于OOP的，算是一种改进，一种补充，但绝对算不上是一次实质性的飞跃。OOP是针对领域模型中的组件或者组件单元进行封装或抽象，其结构是按照顺序结构从上至下逐一执行。并且组件之间存在着相互关联，相互依赖，以高耦合的方式展现领域对象的职责，但这同时也暴露了OOP思想的缺陷（OOP本身就是基于依赖式设计）。而OOA的特性是模块横切点，与OOP不同的是，OOA更加关注内聚性。也就是说OOA是针对业务逻辑或控制逻辑中存在的通用模块进行抽取，所抽取出来的单元模块我们称之为横切点。并且在许多情况下，这些横切点并不属于业务逻辑或业务控制成员，AOP要做的事情就是对其进行逐步分离，然后让这些横切点以可插拔式的设计与其进行耦合。从这一点来看AOP和OOP的思想是截然不同的，所以从理论上来说你完全可以将OOA当做是对OOP的一种解耦优化。

 

二、为什么需要使用AOP

随着Object Oriented思想的大行其道。上至架构人员，下至是开发人员，心里边每天都在不停的思考着，如何让我的设计，我的代码更好的解耦，或许这便是软件工程永恒的话题。但是笔者同时也要告诉你，世界上没有最好的解耦方式。只要我们能够尽可能做到面向接口编程，遵循类型单一原则设计，善用设计模式，这样我们的设计才更具复用性、维护性、扩展性及伸缩性。

笔者上述章节已经提到过，AOP可以当做是OOP的一种解耦优化，那么接下来咱们就来看看AOP到底是以何种形式对OOP进行解耦的。首先来看基于OOP的设计，假设笔者有2个控制层（实际情况可能会更多），都需要请求同一业务操作响应处理。但是在请求之前，控制逻辑有必要对其进行一系列的处理操作，这些处理操作可能包含：权限检查、粗粒度日志记录等。如果按照OOP的设计思想咱们应该怎么做呢？很可能你的第一反应会首先编写一个通用的控制逻辑接口，然后指定其派生类实现重写所需的一系列处理操作。最后控制层在调用具体的业务操作之前（或者业务操作自身在执行之前），务必先要调用封装好的通用控制逻辑。如果你也是这么设计的，那么恭喜你，OOA（Object-Oriented Analysis，面向对象分析）和OOD（Object-Oriented Design，面向对象设计）你确实掌握的不错。

基于OOP的类图设计：

 

当你为上述设计沾沾自喜的时候，请花一分钟时间思考一下。控制层组件与通用控制逻辑完全是处于高耦合状态，先不论控制逻辑接口是否还具备有效性，只要控制逻辑稍稍发生些许变化，便会直接影响到所有控制层，这便基于依赖式设计的弊端。有办法可以解决吗？千万别告诉笔者Object Oriented只能这样，如果你真的是这么想的，那么你就可以考虑结合AOP的方式重构上述设计。

如果使用AOP的设计方式咱们应该怎么做呢？笔者前面提到过，AOP的特性是模块横切点，在这里这个横切点其实就是通用的控制逻辑，现在要做的事情就是需要将其抽取出来，使之与我们的控制层组件分离，这样既提升了内聚性，同时也保证了设计的低耦合。

基于OOA思想重构上述设计图：

 

 

通过基于上述AOP的设计重构，咱们完全实现了相关处理与控制层组件之间的分离。在这里笔者要给大家提示一下，如果想在程序中完全解除组件耦合是做不到的，且是不实际的。因为Object Oriented本身就是基于依赖式设计，如果希望设计出来的东西没有任何耦合性，恐怕你只能退回到POP才能满足你的需求。

对于目前而言，基于AOP的技术实现可以应用在诸多领域，比如：粗粒度日志记录、性能统计、安全控制、事务处理或者异常处理上。目前优秀的AOP产品其实也挺多的，除了Spring以外，Struts的Interceptor（拦截器）其实也是基于AOP思想的实现。 

 

三、设计模式之代理模式

其实AOP的概念并不是近几年才诞生的新东西，早在GOF提出23种设计模式的时候，我们已经可以看见AOP的雏形身影。不知大家是否记得熟悉的代理模式？你完全可以把它当做是AOP的特定实现，当然如果你本身并不了解代理模式，请仔细的阅读笔者接下来的讲义。

回顾第1章，笔者为大家讲解了23种设计模式之中的工厂模式系列（包括：简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式），本章节笔者则会为大家讲解关于代理模式的使用方式。

代理模式（Proxy Pattern）我们又称之为静态代理，该模式的特征定义是为委托对象提供一种代理访问机制，以控制其它对象对其进行访问。使用代理模式最大的好处在于，实际的角色只需关注具体的业务既可，其余操作则全权委托给代理对象负责，并且代理操作既可以在业务执行之前执行，同样也可以在业务执行完成之后再执行。通过这样的设计，我们的代码将更具扩展性，代码结构也更加清晰。

代理模式类图示例：

 

 

通过上述代理模式示例图，我们可以发现代理对象与委托对象都需要实现同一目标接口，客户端访问的时候，首先会访问代理类，最后由代理类去访问委托对象。

在这里笔者设计的代理对象，仅仅只是负责相关业务执行前后的粗粒度的日志记录。

代理类型代码如下：

Java代码  

1. public class LoginServiceProxy implements LoginService {  
2.     private LoginServiceImpl loginServiceImpl;  
3.     private boolean login;  
4.     public boolean login() throws Exception {  
5.         // TODO Auto-generated method stub  
6.         System.out.println("日志记录1...");  
7.         loginServiceImpl = new LoginServiceImpl();  
8.         login = loginServiceImpl.login();  
9.         System.out.println("日志记录2...");  
10.         return login;  
11.     }  
12. }  

 

代理模式并不复杂，相对而言笔者觉得它应该是23种设计模式之中最好理解的设计模式之一。如果你对该模式还是无法理解，笔者建议你参考其他相关书籍。

 

四、JDK动态代理实现

JDK动态代理与静态代理（代理模式）不同的是， 动态代理会在程序运行时，通过反射机制动态生成代理对象。并且使用动态代理后，咱们再也不必手动编写代理类。这样不仅能够简化开发，相对于静态代理而言，程序将具备更好的扩展性。

在java.lang.reflect包下，Proxy类型和InvocationHandler接口将用于生成动态代理类。其中Proxy用于创建代理类型或者代理实例，来看看Proxy的常用方法。

用于生成代理类型的静态getProxyClass方法：

Java代码  

1. public static Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader,  
2.             Class<?>... interfaces) throws IllegalArgumentException;  

 

使用Proxy的静态getProxyClass()方法，我们可以得到一个代理类型。其中“loader”属性用于指定委托类型的类装载器，“interfaces”属性则用于指定委托类型需要实现的所有接口。

 用于生成代理实例的静态newProxyInstance()方法：

Java代码  

1. public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,  
2.             Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)  
3.             throws IllegalArgumentException;  

  

使用Proxy的静态newProxyInstance()方法，我们可以得到一个代理实例。其中“loader”属性用于指定委托类型的类装载器，“interfaces”属性用于指定委托类型需要实现的所有接口，而属性“h”则用于指定InvocationHandler实现（如果想使用JDK动态代理，那么代理类务必需实现InvocationHandler接口）。

使用JDK动态代理生成代理对象：

Java代码  

1. public class LoginServiceProxy<T> implements InvocationHandler {  
2.     /* 需要被代理的委托对象 */  
3.     private T obj;  
4.   
5.     public LoginServiceProxy(T obj) {  
6.         this.obj = obj;  
7.     }  
8.   
9.     public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)  
10.             throws Throwable {  
11.         // TODO Auto-generated method stub  
12.         return method.invoke(obj, args);  
13.     }  
14.   
15.     public boolean loginProxy() {  
16.         boolean login = false;  
17.         try {  
18.             /* 反射生成代理对象 */  
19.             LoginService proxy = (LoginService) Proxy.newProxyInstance(obj  
20.                     .getClass().getClassLoader(), obj.getClass()  
21.                     .getInterfaces(), this);  
22.             System.out.println("日志记录1....");  
23.             login = proxy.login();  
24.             System.out.println("日志记录2....");  
25.         } catch (Exception e) {  
26.             // TODO Auto-generated catch block  
27.             e.printStackTrace();  
28.         }  
29.         return login;  
30.     }  
31. }  

 

提示：

使用JDK动态代理后，代理类型的名称则会以“$Proxy”开后。我们通过使用Debug来看一下代理类型的名称：

 

五、Spring AOP简介

关于Spring AOP中牵扯的概念较多，但笔者并不打算像其他技术文章一样故弄玄虚的瞎扯，尽可能的为大家带来最直接的表述方式。上述章节笔者详细的为大家阐述了AOP的一些相关概念和特定实现方式，从本章开始笔者将会为大家讲解如何在Spring中使用AOP。当然在正式开始讲解之前，你完全没有必要把Spring AOP想的过于复杂化，因为在Spring中使用AOP是一件极其轻松的事情，我们除了需要把对象管理（依赖建立、依赖维护、依赖销毁）交由Spring的IOC容器去负责外，代理方式则全部委派给Spring的AOP去完成即可。

从大致上来说使用Spring AOP其实有3种方式，第一种是采用实现MethodBeforeAdvice、AfterReturningAdvice、MethodInterceptor等接口的方式（在Spring1.x版本中使用最多）。第二种是基于Schema风格的配置文件方式。最后一种便是基于Annotation的实现方式，至于具体使用哪一种就看你自己喜好或项目需要。本章笔者仅围绕配置文件和Annotation的方式进行讲解，如果大家想了解基于指定接口的方式实现Spring AOP，笔者推荐你参考Spring官方帮助文档。

Spring AOP底层实现方式采用了2种代理机制，分别为：JDK动态代理和CGLib动态代理。至于为什么需要使用这2种代理机制，很大程度上是因为JDK自身只支持基于接口的代理，而不支持类型的代理。对于开发人员而言，要做的事情仅仅只是使用Spring封装好的AOP实现即可，不必太过于关注底层实现细节。 

 

六、Spring AOP术语

在学习Spring AOP的时候，笔者不得不为大家提及一些AOP相关的术语概念，因为理解这些概念或许能够使你更快的掌握Spring AOP。笔者在很多年前学习Spring AOP术语时，曾经被国内一些“高手”的所谓翻译弄得晕头转向。在此笔者不得不“佩服”国内某些IT人员，把通俗易懂的英文翻译得连鬼都看不懂，笔者实在不解，所以笔者将会以自己的理解对以下AOP术语进行概念性总结：

1、切面（Aspect ）：用于执行代理业务的具体内容；

2、连接点（Join point ）：用于执行切面的具体代码位置；

3、通知（Advice ）：用于执行代理业务的具体内容实现；

4、切入点（Pointcut）：定义了通知应该拦截的方法；

5、目标对象（Target object）：委托对象；

6、AOP代理（Aop proxy）：代理对象；

7、前置通知（Before advice）：代理业务执行于被拦截的方法之前；

8、后置通知（After advice）：代理业务执行于被拦截的方法之后；

9、环绕通知（Around advice）：代理业务执行于被拦截的方法之前或之后；

10、异常通知（After throwing advice）：代理业务执行于被拦截的方法抛出异常后；

11、返回时通知（After returning advice）：代理业务执行于被拦截的方法返回之前；

 

  七、基于Schema配置文件形式的Spring AOP

笔者在前面章节中曾经提到过，如果想使用Spring AOP其实是有3种方式的。但笔者仅仅只会围绕Annotation和基于Schema风格的配置文件方式进行讲解。咱们先来看看如何使用配置文件的方式实现Spring AOP，或许这并不复杂，你完全可以轻松掌握并使用。

由于笔者的项目是基于Maven3.x进行管理的，所以首先需要添加Spring AOP所需的依赖构件：

Java代码  

1. <!-- AspectJ构件依赖 -->  
2.   <dependency>  
3.    <groupId>org.aspectj</groupId>  
4.    <artifactId>aspectjrt</artifactId>  
5.    <version>1.6.11</version>  
6.   </dependency>  
7.   <dependency>  
8.    <groupId>org.aspectj</groupId>  
9.    <artifactId>aspectjweaver</artifactId>  
10.    <version>1.6.11</version>  
11.   </dependency>  

Java代码  

1.   <dependency>  
2.    <groupId>cglib</groupId>  
3.    <artifactId>cglib</artifactId>  
4.    <version>2.1</version>  
5.   </dependency>  
6.   <!-- spring构件依赖 -->  
7.   <dependency>  
8.    <groupId>org.springframework</groupId>  
9.    <artifactId>spring-context</artifactId>  
10.    <version>3.1.0.RELEASE</version>  
11.   </dependency>  
12.   <dependency>  
13.    <groupId>org.springframework</groupId>  
14.    <artifactId>spring-aop</artifactId>  
15.    <version>3.1.0.RELEASE</version>  
16.   </dependency>  
17.  </dependencies>  

 

当然如果你只是使用传统工程构建Spring应用的话，你仅需要下载Spring AOP的相关构件引入至项目中即可，这些构件包括：

1、aspectjrt-version.jar；

2、spring-aop-version.jar；

3、aopalliance-version.jar；

4、aspectjweaver.jar；

5、cglib-version.jar；

6、asm-all-version.jar；

 

当我们成功添加Spring AOP的所需构件后，还需导入AOP命名空间：

Java代码  

1. xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"  
2. http://www.springframework.org/schema/aop   
3. http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.1.xsd  

 

成功导入AOP命名空间后，接下来我们还需要在配置文件中进行切面配置。配置切面我们使用的是<aop:aspect/>标签，该标签的作用就是将一个普通的POJO转换成切面类进行相应的代理服务。

使用<aop:aspect/>标签配置切面：

Java代码  

1. <aop:config>  
2.     <aop:aspect id="logAspect" ref="logBean"/>  
3. </aop:config>  
4. <bean name="logBean" class="org.johngao.bean.LogBean" />  

 

在上述配置文件中，<aop:config/>标签作为Spring AOP的切面根标签。该标签中包含有<aop:advisor/>、<aop:aspect/>、<aop:pointcut/>等3的子标签元素，其中<aop:config/>标签用于定义切面服务，<aop:advisor/>标签类似于自包含切面，<aop:pointcut/>标签则用于定义切入点。大家在使用这3个标签的时候需要注意，必须按照pointcut-->advisor-->aspect的顺序进行声明。配置文件中允许定义多个<aop:config/>标签，且该标签内部仍然允许定义多个子标签元素。

我们首先来看<aop:aspect/>标签的使用。笔者前面也曾提及过，该标签用于定义切面，其中属性“ref”用于引用POJO作为切面类。此外<aop:aspect/>标签中还包含有2个可选属性，分别为“id”和“order”。其中属性“id”定义了切面的标识名。而属性“order”定义了切面类的优先级，属性值越低，切面的执行优先级就越高。

使用属性“order”定义切面执行优先级：

Java代码  

1. <aop:config>  
2.     <aop:aspect id="logAspect2" ref="logBean2" order="2"/>  
3.     <aop:aspect id="logAspect1" ref="logBean1" order="1"/>  
4. </aop:config>  
5. <bean name="logBean1" class="org.johngao.bean.LogBean1" />  
6. <bean name="logBean2" class="org.johngao.bean.LogBean2" />  

 

上述配置文件中，笔者定义了2个切面。其中切面1的执行优先级为“1”，所以切面1必然是优先于切面2执行。

 

提示：

使用属性“order”定义切面类的执行优先级，最常用的使用场景是多个切面指定拦截同一切入点。

本章内容到此结束，由于时间仓库，本文或许有很多不尽人意的地方，希望各位能够理解和体谅。关于下一章的内容，笔者打算继续讲解Spring AOP相关的内容。