原来理解 Spring AOP 可以这么简单 置顶!

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大家好!我是码锅(mbb)!一个乐于分享全栈(自封)的程序员。

作为一名Java后端开发,AOP这个牛皮哄哄的名词一定听过、用过;但是对于刚入行的新手,甚至部分有几年开发经验的程序员来说,在初次理解它的时候,都会有点点的吃力;因为和我们一开始就接触的面向对象编程(OOP)思想有些出入,加上概念比较的空泛,导致很多人一直以来都有那么点似懂非懂的感觉;(懂了,但只懂了一点点...)

今天,咱就以一个生活中的故事场景,一起来好好理解一下;

在讲故事场景之前,还是得先说一下AOP常用到的一些概念、名词;说在前面,方便一会儿带入场景理解!

什么是AOP?

AOP (Aspect Orient Programming),直译过来就是 面向切面编程。AOP 是一种编程思想,是面向对象编程(OOP)的一种补充。AOP的目的是实现关注点的分离;

就这么不长不短的一句话,可以看出AOP的作用还是非常重要的。但是懵逼也就从这里开始了;

什么是关注点分离?莫慌!还有更多难理解的呢,慢慢往后面看,到时候一起来解释。

AOP 领域中的特性术语:

  • 通知(Advice): AOP 框架中的增强处理。通知描述了切面何时执行以及如何执行增强处理。
  • 连接点(join point): 连接点表示应用执行过程中能够插入切面的一个点,这个点可以是方法的调用、异常的抛出。在 Spring AOP 中,连接点总是方法的调用。
  • 切点(PointCut): 可以插入增强处理的连接点。
  • 切面(Aspect): 切面是通知和切点的结合。
  • 引入(Introduction):引入允许我们向现有的类添加新的方法或者属性。
  • 织入(Weaving): 将增强处理添加到目标对象中,并创建一个被增强的对象,这个过程就是织入。

好!这些都是官方文档中给到的解释;

AOP的生活场景

AOP不好理解往往就是被上面这几个概念给带到沟里去了;因为实在是太空泛了,第一次看到完全不知道在说什么鬼,这些字全部都认识,可组成的词儿一个都不懂,下面就以一个生活中的场景来理解一下;

码锅是一个土生土长的农村娃,从记事开始,老家的家人就是吃着山头的一个天然矿泉水,到现在几十年过去了,那股山泉依然在,但是前些年,家里盖房子,换了宅基地,山泉的海拔比新的宅基地低,自然山泉水就无法到家了!

刚刚好的是,国家政策正好扶持发展农村的基础建设,村里面建起了自来水水库,国家出资将水管牵到每家每户;大家免费用水。

可是,免费的东西,大家总是不那么的珍惜,有些家庭常年把水开着,导致自来水严重浪费,想用水的用户用不上,导致村委很难管理;

为了抵制这种现象,村委决定对自来水进行象征性的收费,每户自来水入户的水管上都装上水表,自己充卡买水,费用用完,自来水就停了,一下子就从根本上解决了自来水的浪费问题;

简单的故事说完了,我们来想一下,给每户装水表的动作就是一个典型的AOP场景;

  • AOP
    AOP的目的是做到关注点的分离,用户只关注用水,有水就行,装水表之前和之后、对用户的正常用水行为都不会产生任何影响;村委关注的是每个家庭用了多少水,你家怎么用的,我不管;加水表这个动作,就是对整个用水过程产生了一些增强(计费);家里面每个水龙头的用水,水表都会记录用水量并扣费;
  • 切点
    此时水龙头代表了每一个切点(PointCut),只要你放水,水表(切面)就会计费;在代码里面切点体现为每一个用水的方法,比如:洗菜的方法、洗衣服的方法等等;
  • 连接点
    水龙头放水时,出水之前,水表会检测是否还有费用;出水之后,水表会扣除对应的费用;如果水龙头长时间放水不关(异常),水表自动关闭总阀门;那么这里说到的出水之前、之后、异常的情况就是AOP中的连接点(join point);在Spring代码中就体现为,方法执行之前(Before),方法执行之后(After),方法执行异常(AfterThrowing)等各个点。
  • 通知
    要分两个层面去说
    • 增强什么?
      也就是上面描述的,检查余额,扣费这些动作,就是对用水过程进行的增强
    • 何时执行?(执行时机)
      也就是上面说到的,出水前,出水之后,出水异常在这些时机;
      代码中体现为以下几种:前置通知(before):在执行业务代码前做些操作后置通知(after):在执行业务代码后做些操作,无论是否发生异常,它都会执行,比如关闭连接对象异常通知(afterThrowing):在执行业务代码后出现异常,需要做的操作,比如回滚事务返回通知(afterReturning):在执行业务代码后无异常,会执行的操作环绕通知(around):一个方法包含了上面说到的4种场景
  • 织入
    在水龙头放水的时候,出水之前检查余额,出水后扣除费用的整个过程称之为织入;

好了,结合场景的理解说完了,我想到这里,你对AOP的各个关键名词应该理解的差不多了,如果还不理解,建议把上面的场景再读一下;

既然概念都说通了,代码要咋实现呢?理解之后,代码部分其实是非常简单的。

代码实现

  • 创建一个SpringBoot项目并引入AOP的依赖

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
    </dependency>
    
  • 定义一个放水的接口

    @RestController
    @RequestMapping("/family")
    public class FamilyController {
    
        @GetMapping("tapwater")
        public String tapWater() {
            Random ran = new Random();
            // 模拟一个出水时长
            int i = ran.nextInt(10);
    
            System.out.println("水来了.....时长:" + i);
    
            // 模拟异常出水,大于5为异常情况
            if (i > 5) {
                throw new RuntimeException();
            }
    
            return "水来了.....";
        }
    }
    

    访问接口:127.0.0.1:8080/family/tapwater 会出现以下日志;

  • 定义一个水表切面
    通俗的理解,就是安装一个水表

    @Aspect
    @Component
    public class MeterAspect {
    
        /**
         * 方法执行之前
         * * com.lupf.tapwater.rest.FamilyController.*(..) 指定了切点
         * @Before 指定了连接点 也就是执行时机
         */
        @Before("execution(* com.lupf.tapwater.rest.FamilyController.*(..))")
        public void balance(){
            System.out.println("出水前,检查余额");
        }
    
        /**
         * 方法成功执行之后的增强
         */
        @AfterReturning("execution(* com.lupf.tapwater.rest.FamilyController.*(..))")
        public void afterReturning(){
            System.out.println("正常出水,扣除水费");
        }
    
        /**
         * 方法执行之后 成功异常都执行的增强
         */
        @After("execution(* com.lupf.tapwater.rest.FamilyController.*(..))")
        public void deduction(){
            System.out.println("出水操作执行完成");
        }
    
        /**
         * 异常之后的增强
         */
        @AfterThrowing("execution(* com.lupf.tapwater.rest.FamilyController.*(..))")
        public void afterThrowing(){
            System.out.println("出水异常,关闭阀门");
        }
    }
    
    • 表达式
      以下通过表达式的方式指明了切点的匹配规则;
      指明切点的方式有很多种,匹配规则也是丰富多样,不过并不是本的重点,所以暂时不展开,有机会再通过文章进行详细的说明
      execution(* com.lupf.tapwater.rest.FamilyController.*(..))
      
    • 连接点
      指定执行的时机**@Before**:方法执行之前;@AfterReturning:方法成功执行并返回;@After:方法执行之后,不管成功还是失败;@AfterThrowing:方法执行异常。
  • 测试
    此时再次执行:127.0.0.1:8080/family/tapwater 就会出现以下日志;

    • 正常情况image-20210704202807730
    • 异常情况
  • 环绕通知

    @Aspect
    @Component
    public class MeterAspect {
    
    
        /**
         * 方法执行之前
         * * com.lupf.tapwater.rest.FamilyController.*(..) 指定了切点
         * @Around 指定了连接点 也就是执行时机为环绕通知
         */
        @Around("execution(* com.lupf.tapwater.rest.FamilyController.*(..))")
        public Object around(ProceedingJoinPoint pj) throws Throwable{
            Throwable throwable;
            try {
                System.out.println("检查余额");
                Object proceed = pj.proceed();
                System.out.println("正常出水,扣除水费");
                return proceed;
            } catch (Throwable t) {
                System.out.println("出水异常,关闭阀门");
                throwable = t;
            }
            System.out.println("出水操作执行完成");
            throw throwable;
        }
    }
    

    最终执行的效果和上面测试的情况一样

AOP能做什么?

通过上面的示例,我们不妨来思考一下,AOP可以帮助我们做哪些事情?是不是一切关注点分离的事情都可以做了,比如:

  • 鉴权(不管什么模块,用户、订单等,都需要鉴权)
  • 操作日志(不管什么角色,什么权限的何种操作,都需要进行记录)
  • 请求响应数据规范(不管什么业务,请求和响应的格式规范必须得通过)
  • 数据加解密(不管什么接口,接收请求的解密,响应数据的加密都是需要做的)
  • ....

只要是和具体的业务无关,且大家都在关注的事情,那么都可以通过AOP去抽离这些关注点并将其统一维护,提高代码的复用性;

总结

AOP的概念真正理解之后,会对你日常业务开发带来很多的便捷;难就难在理解它的这个过程,那些繁琐的官方概念确实给我们的理解上挖了不少的坑,但是看了这篇,有没有助你拨开那层迷雾呢?

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标题:原来理解 Spring AOP 可以这么简单
作者:码霸霸
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