1 理解AOP

1.1 什么是AOP

AOP为(Aspect Oriented Programming)的缩写,意为:面向切面编程,通过预编译方式和运行期动态代理实现程序功能的统一维护的一种技术。AOP是OOP的延续,是软件开发中的一个热点,也是Spring框架中的一个重要内容,是函数式编程的一种衍生范型。利用AOP可以对业务逻辑的各个部分进行隔离,从而使得业务逻辑各部分之间的耦合度降低,提高程序的可重用性,同时提高了开发的效率。

那么AOP为何那么重要呢?在我们的程序中,经常存在一些系统性的需求,比如权限校验、日志记录、统计等,这些代码会散落穿插在各个业务逻辑中,非常冗余且不利于维护。例如下面这个示意图:
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有多少业务操作,就要写多少重复的校验和日志记录代码,这显然是无法接受的。当然,用面向对象的思想,我们可以把这些重复的代码抽离出来,写成公共方法,就是下面这样:

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这样,代码冗余和可维护性的问题得到了解决,但每个业务方法中依然要依次手动调用这些公共方法,也是略显繁琐。有没有更好的方式呢?有的,那就是AOP,AOP将权限校验、日志记录等非业务代码完全提取出来,与业务代码分离,并寻找节点切入业务代码中:

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1.2 AOP体系与概念

简单地去理解,其实AOP要做三类事:

· 在哪里切入,也就是权限校验等非业务操作在哪些业务代码中执行。

· 在什么时候切入,是业务代码执行前还是执行后。

· 切入后做什么事,比如做权限校验、日志记录等。

因此,AOP的体系可以梳理为下图:

概念详解:

Pointcut:切点,决定处理如权限校验、日志记录等在何处切入业务代码中(即织入切面)。切点分为execution方式和annotation方式。前者可以用路径表达式指定哪些类织入切面,后者可以指定被哪些注解修饰的代码织入切面。

Advice:处理,包括处理时机和处理内容。处理内容就是要做什么事,比如校验权限和记录日志。处理时机就是在什么时机执行处理内容:

(1)Before:在目标方法被调用之前做增强处理,@Before只需要指定切入点表达式即可

AfterReturning:在目标方法正常完成后做增强,@AfterReturning除了指定切入点表达式后,还可以指定一个返回值形参名returning,代表目标方法的返回值

AfterThrowing:主要用来处理程序中未处理的异常,@AfterThrowing除了指定切入点表达式后,还可以指定一个throwing的返回值形参名,可以通过该形参名来访问目标方法中所抛出的异常对象

After:在目标方法完成之后做增强处理。@After可以指定一个切入点表达式。

Around:环绕通知,在目标方法完成前后做增强处理,环绕通知是最重要的通知类型,像事务,日志等都是环绕通知,注意编程中核心是一个ProceedingJoinPoint

Aspect:切面,Aspect 声明类似于 Java 中的类声明,在 Aspect 中会包含着一些 Pointcut 以及相应的 Advice。

Joint point:连接点,是程序执行的一个点。例如,一个方法的执行或者一个异常的处理。在 Spring AOP 中,一个连接点总是代表一个方法执行。

Weaving:织入,就是通过动态代理,在目标对象方法中执行处理内容的过程。

2 AOP实例

使用 AOP,首先需要引入 AOP 的依赖。

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>

2.1 第一个实例

(1)自定义一个注解PermissionsAnnotation
(2)创建一个切面类,切点设置为拦截所有标注PermissionsAnnotation的方法,截取到接口的参数,进行简单的权限校验
(3)将PermissionsAnnotation标注在测试接口类的测试接口test上

具体的实现步骤:

  1. 使用@Target、@Retention、@Documented自定义一个注解:

https://blog.csdn.net/mu_wind/article/details/102755071

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface PermissionAnnotation{
}

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  1. 创建第一个AOP切面类,只要在类上加个 @Aspect 注解即可。@Aspect 注解用来描述一个切面类,定义切面类的时候需要打上这个注解。@Component 注解将该类交给 Spring 来管理。在这个类里实现第一步权限校验逻辑:

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  1. 创建接口类,并在目标方法上标注自定义注解 PermissionsAnnotation:

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  1. 进行一个测试。填好请求地址和header,构造正常的参数:

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  1. 可以拿到正常的响应结果

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6. 构造一个异常参数,再次请求:

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7. 响应结果显示,切面类进行了判断,并返回相应结果:
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3 AOP相关注解

3.1 @Pointcut

@Pointcut 注解,用来定义一个切点,即上文中所关注的某件事情的入口,切入点定义了事件触发时机。

这里介绍两个常用的表达式:一个是使用 execution(),另一个是使用 annotation()。

execution表达式:

以 execution(* com.mutest.controller...(..))) 表达式为例:

第一个 * 号的位置:表示返回值类型,* 表示所有类型。

包名:表示需要拦截的包名,后面的两个句点表示当前包和当前包的所有子包,在本例中指 com.mutest.controller包、子包下所有类的方法。

第二个 * 号的位置:表示类名,* 表示所有类。

(..):这个星号表示方法名, 表示所有的方法,后面括弧里面表示方法的参数,两个句点表示任何参数。

annotation() 表达式:

annotation() 方式是针对某个注解来定义切点,比如我们对具有 @PostMapping 注解的方法做切面,可以如下定义切面:

@Pointcut("@annotation(org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping)")
public void annotationPointcut() {}

然后使用该切面的话,就会切入注解是 @PostMapping 的所有方法。这种方式很适合处理 @GetMapping、@PostMapping、@DeleteMapping不同注解有各种特定处理逻辑的场景。

3.2 @Around

@Around注解用于修饰Around增强处理,Around增强处理非常强大,表现在:

@Around可以自由选择增强动作与目标方法的执行顺序,也就是说可以在增强动作前后,甚至过程中执行目标方法。这个特性的实现在于,调ProceedingJoinPoint参数的procedd()方法才会执行目标方法。

@Around可以改变执行目标方法的参数值,也可以改变执行目标方法之后的返回值。

Around增强处理有以下特点:

当定义一个Around增强处理方法时,该方法的第一个形参必须是 ProceedingJoinPoint 类型(至少一个形参)。在增强处理方法体内,调用ProceedingJoinPoint的proceed方法才会执行目标方法:这就是@Around增强处理可以完全控制目标方法执行时机、如何执行的关键;如果程序没有调用ProceedingJoinPoint的proceed方法,则目标方法不会执行。

调用ProceedingJoinPoint的proceed方法时,还可以传入一个Object[ ]对象,该数组中的值将被传入目标方法作为实参——这就是Around增强处理方法可以改变目标方法参数值的关键。这就是如果传入的Object[ ]数组长度与目标方法所需要的参数个数不相等,或者Object[ ]数组元素与目标方法所需参数的类型不匹配,程序就会出现异常。

@Around功能虽然强大,但通常需要在线程安全的环境下使用。因此,如果使用普通的Before、AfterReturning就能解决的问题,就没有必要使用Around了。如果需要目标方法执行之前和之后共享某种状态数据,则应该考虑使用Around。尤其是需要使用增强处理阻止目标的执行,或需要改变目标方法的返回值时,则只能使用Around增强处理了。

3.3 @Before

@Before 注解指定的方法在切面切入目标方法之前执行,可以做一些 Log 处理,也可以做一些信息的统计,比如获取用户的请求 URL 以及用户的 IP 地址等等,这个在做个人站点的时候都能用得到,都是常用的方法。例如下面代码:

@Aspect
@Component
@Slf4j
public class LogAspectHandler {
    /**
     * 在上面定义的切面方法之前执行该方法
          * @param joinPoint jointPoint
          */
        @Before("pointCut()")
        public void doBefore(JoinPoint joinPoint) {
        log.info("====doBefore方法进入了====");
        // 获取签名
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        // 获取切入的包名
        String declaringTypeName = signature.getDeclaringTypeName();
        // 获取即将执行的方法名
        String funcName = signature.getName();
        log.info("即将执行方法为: {},属于{}包", funcName, declaringTypeName);
        // 也可以用来记录一些信息,比如获取请求的 URL 和 IP
        ServletRequestAttributes attributes = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes();
        HttpServletRequest request = attributes.getRequest();
        // 获取请求 URL
        String url = request.getRequestURL().toString();
        // 获取请求 IP
        String ip = request.getRemoteAddr();
        log.info("用户请求的url为:{},ip地址为:{}", url, ip);
        }
}

3.4 @After

@After 注解和 @Before 注解相对应,指定的方法在切面切入目标方法之后执行,也可以做一些完成某方法之后的 Log 处理。

3.5 @AfterReturning

@AfterReturning 注解和 @After 有些类似,区别在于 @AfterReturning 注解可以用来捕获切入方法执行完之后的返回值,对返回值进行业务逻辑上的增强处理

需要注意的是,在 @AfterReturning 注解 中,属性 returning 的值必须要和参数保持一致,否则会检测不到。该方法中的第二个入参就是被切方法的返回值,在 doAfterReturning 方法中可以对返回值进行增强,可以根据业务需要做相应的封装。

3.6 @AfterThrowing

当被切方法执行过程中抛出异常时,会进入 @AfterThrowing 注解的方法中执行,在该方法中可以做一些异常的处理逻辑。要注意的是 throwing 属性的值必须要和参数一致,否则会报错。该方法中的第二个入参即为抛出的异常。

@Aspect
@Component
@Slf4j
public class LogAspectHandler {
    /**
     * 在上面定义的切面方法执行抛异常时,执行该方法
          * @param joinPoint jointPoint
          * @param ex ex
               */
            @AfterThrowing(pointcut = "pointCut()", throwing = "ex")
            public void afterThrowing(JoinPoint joinPoint, Throwable ex) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String method = signature.getName();
        // 处理异常的逻辑
        log.info("执行方法{}出错,异常为:{}", method, ex);
            }
}

4 项目中的使用

  1. 自定义注解:需要传递一个参数url,通过url可以在resource表中获得对应的id、name

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  1. 切面类:编写advice,调取服务获得需要的信息,进行判断后得到需要的信息交给mq处理

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  1. 添加注解:

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5 思维导图

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