Spring AOP原理及简单应用

相信只要使用过Spring框架的，大家对于AOP都不陌生，尤其提起它就能立刻随口说出，一般用在日志处理、异常处理、权限验证等方面。但刚开始接触难免会有各种各样的疑惑，今天抽时间，按照之前的理解整理了一份关于Spring AOP的简单教程，希望能够帮助大家尽快的了解它的实现过程及原理。首先来明确几个概念：

• JointPoint

系统在运行之前，AOP的功能模块需要织入到OOP的功能模块中。要进行这种织入过程，需要知道在系统的哪些功能点上进行织入操作，这些将要在其上进行织入操作的系统功能点就称为JointPoint。如某方法调用的时候或者处理异常的时候，在Spring AOP中，一个连接点总是表示一个方法的执行。常见的几种类型的JoinPoint:

Ø方法调用：当某个方法被调用的时候所处的程序执行点；

Ø方法执行：该类型表示的是某个方法内部执行开始时的点，应该与方法调用相区分；

Ø构造方法调用：程序执行过程中对某个对象调用其构造方法进行初始化时的点；

Ø构造方法执行：它与构造方法调用关系如同方法调用与方法执行间的关系；

Ø字段设置：对象的某个属性通过setter方法被设置或直接被设置的执行点；

Ø字段获取：某个对象相应属性被访问的执行点；

Ø异常处理执行：某些类型异常抛出后，对应的异常处理逻辑执行点；

Ø类初始化：类中某些静态类型或静态块的初始化时的执行点。

• Pointcut

Pointcut代表的是JoinPoint的表述方式。在将横切逻辑织入当前系统的过程中，虽然知道需要在哪些功能点上织入AOP的功能模块，但需要一种表达方法。Pointcut和一个切入点表达式关联，并在满足这个切入点的Joinpoint上运行。目前通常使用的Pointcut方式有以下几种：

Ø直接指定Joinpoint所在的方法名称；

Ø正则表达式，Spring的AOP支持该种方式；

Ø使用特定的Pointcut表述语言，Spring 2.0后支持该方式。

• Advice

Advice是单一横切关注点逻辑的载体，它代表将会织入到JoinPoint的横切逻辑。在切面的某个特定的连接点上执行的逻辑。根据它在Joinpoint位置执行时机的差异或完成功能的不同，可分为以下几种形式：

ØBefore Advice：在Joinpoint指定位置之前执行的Advice类型，可以采用它来做一些系统的初始化工作，如设置系统初始值，获取必要系统资源等。

ØAfter Advice：在相应连接点之后执行的Advice类型，它还可以细分为以下三种：

²After Returning Advice：只有当前Joinpoint处执行流程正常完成后，它才会执行；

²After throwing Advice：在当前Joinpoint执行过程中抛出异常的情况下会执行；

²After Advice：该类型的Advice不管JoinPoint处执行流程是正常还是抛出异常都会执行。

ØAround Advice：对附加其上的Joinpoint进行包裹，可以在joinpoint之前和之后都指定相应的逻辑，甚至中断或忽略joinpoint处原来程序流程的执行。

• Aspect

它是对系统中横切关注点逻辑进行模块化封装的AOP概念实体，它可以包含多个Pointcut以及相关的Advice定义。

• 织入器

经过织入过程后，以Aspect模块化的横切关注点才会集成到oop的现存系统中，而完成织入过程实体称为织入器。Spring中使用一组类来完成最终的织入操作，ProxyFactory类是Spring AOP最通用的织入器。

• 目标对象

符合Pointcut所指定的条件，将在织入过程中被织入横切逻辑的对象，称之为目标对象。

单看上述的概念，可能会觉得有点眼花缭乱，其实通过一个简单的AOP的实例即可以帮助我们很快的了解其内部的机制。其实对于方法拦截有不同的实现方式，常用的即有直接采用Spring提供的各种Advice进行拦截，另一种则是采用MethodInterceptor方式进行拦截。

Spring提供的Advice拦截方式

定义一个逻辑接口IBusinessLogic：

package com.wow.asc.aop;
 
public interface IBusinessLogic {
 
    public void foo();
 
    public void bar() throws BusinessLogicException;
    
    public long time();
}

其中有一个BusinessLogicException异常，它用于后面对于ThrowsAdvice进行检验的实例，在此定义为：

package com.wow.asc.aop;
 
public class BusinessLogicException extends Exception {
 
}

对于该业务逻辑的实现BusinessLogic，如下所示：

package com.wow.asc.aop;
 
public class BusinessLogic implements IBusinessLogic {
    @Override
    public void foo() {
        System.out.println("Inside BusinessLogic.foo()");
    }
    @Override
    public void bar() throws BusinessLogicException {
        System.out.println("Inside BusinessLogic.bar()");
        throw new BusinessLogicException();
    }
     /* 
     * 返回该方法执行的时间
     */
    @Override
    public long time() {
        System.out.println("Inside BusinessLogic.time()");
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for(int i = 0; i < 100000000; i++);
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        
        return (endTime - startTime);
    }
}

在完成上述业务逻辑编码后，接下来将进行更多的横切插入点的设计，如在方法执行前或返回时、抛出异常时进行各种处理。对于Advice的写法如下所示：

package com.wow.asc.aop;
 
import java.lang.reflect.Method;
import org.springframework.aop.MethodBeforeAdvice;
/*
* 表示一个在方法执行前进行拦截的一个Advice
 */
public class TracingBeforeAdvice implements MethodBeforeAdvice {
    @Override
    public void before(Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {
        System.out.println("execute before (by " + method.getDeclaringClass().getName() + "." + method.getName() + ")");
    }
}
 
package com.wow.asc.aop;
 
import java.lang.reflect.Method;
import org.springframework.aop.AfterReturningAdvice;
/*
 * 表示一个在方法返回时进行拦截的Advice
*/
public class TracingAfterAdvice implements AfterReturningAdvice {
    @Override
    public void afterReturning(Object returnValue, Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {
        System.out.println(method.getDeclaringClass().getName() + "." + method.getName() + "spend time: " + returnValue);
        System.out.println("execute after (by " + method.getDeclaringClass().getName() + "." + method.getName() + ")");
    }
}
 
package com.wow.asc.aop;
 
import java.lang.reflect.Method;
import org.springframework.aop.ThrowsAdvice;
/*
 * 表示一个异常抛出时进行拦截的Advice
*/
public class TracingThrowsAdvice implements ThrowsAdvice {
    
    public void afterThrowing(Method method, Object[] args, Object target, Throwable subclass) {
         System.out.println( "Logging that a " + subclass + "Exception was thrown.");
      }
}

在设计完上述的代码及逻辑后，即可以通过applicationContext.xml将上述类进行组合，在装配过程中即可明确哪个类的哪些方法需要被拦截，及拦截前、后会做哪些事情。具体的配置示例：

<?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" xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
	xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.5.xsd
        http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-2.5.xsd
        http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-2.5.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context http://localhost:8080/schema/www.springframework.org/schema/context/spring-context-2.5.xsd">
	<bean id="businessLogic" class="com.wow.asc.aop.BusinessLogic" />
	<bean id="businessLogicBean" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
		<property name="proxyInterfaces">
			<value>com.wow.asc.aop.IBusinessLogic</value>
		</property>
		<property name="target">
			<ref local="businessLogic"/> 
		</property>
		<property name="interceptorNames">
			<list>
				<value>theTracingBeforeAdvisor</value>
            	    <value>theTracingAfterAdvisor</value>
            	    <value>theTracingThrowsAdvisor</value>
			</list>
		</property>
	</bean>
	
	<bean id="theTracingBeforeAdvisor" class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
		<property name="advice">
         	<ref local="theTracingBeforeAdvice"/>
      	</property>
		<property name="pattern">
			<value>.*</value>
		</property>
	</bean>
	<bean id="theTracingAfterAdvisor" class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
		<property name="advice">
			<ref local="theTracingAfterAdvice"/>
		</property>
		<property name="pattern">
			<value>.*time.*</value>
		</property>
	</bean>
	<bean id="theTracingThrowsAdvisor" class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
		<property name="advice">
			<ref local="theTracingThrowsAdvice"/>
		</property>
		<property name="pattern">
			<value>.*bar.*</value>
		</property>
	</bean>
	<bean id="theTracingBeforeAdvice" class="com.wow.asc.aop.TracingBeforeAdvice"/>
	<bean id="theTracingAfterAdvice" class="com.wow.asc.aop.TracingAfterAdvice"/>
	<bean id="theTracingThrowsAdvice" class="com.wow.asc.aop.TracingThrowsAdvice"/>
</beans>

通过上述的配置，我们可以看出我们将IBusinessLogic做为代理接口，同时它的真正的目标类是BusinesssLogic。同时会对所有进入方法之前采用TracingBeforeAdvice进行拦截，进行方法前的预处理；对time方法采用TracingAfterAdvice进行拦截，进行方法返回后的处理；对于bar则采用TracingThrowsAdvice进行拦截，当方法返回BusinessLogicException时进行相应的处理。

在配置完上述类的依赖关系及需要拦截的方法后，即可以编写客户端程序来调用，查看它的运行机制。客户端调用代码：

package com.wow.asc.test;
 
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
import com.wow.asc.aop.BusinessLogicException;
import com.wow.asc.aop.IBusinessLogic;
 
public class AOPTest {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        IBusinessLogic ibl = (IBusinessLogic)ac.getBean("businessLogicBean");
        ibl.foo();
        try {
            ibl.bar();
        } catch (BusinessLogicException e) {
            System.out.println("Caught BusinessLogicException");
        }
        ibl.time();
    }
}

通过运行结果来详细的了解下，看是否真正的如上所述，会在方法前、后及异常抛出时能够拦截并进行相应处理。结果如下：

1、execute before (by com.wow.asc.aop.IBusinessLogic.foo)
2、Inside BusinessLogic.foo()
3、execute before (by com.wow.asc.aop.IBusinessLogic.bar)
4、Inside BusinessLogic.bar()
5、Logging that a com.wow.asc.aop.BusinessLogicExceptionException was thrown.
6、Caught BusinessLogicException
7、execute before (by com.wow.asc.aop.IBusinessLogic.time)
8、Inside BusinessLogic.time()
9、com.wow.asc.aop.IBusinessLogic.timespend time: 46
10、execute after (by com.wow.asc.aop.IBusinessLogic.time)

其实通过1、3、7行可以非常清晰的了解到，每个方法在执行前都被TracingBeforeAdvice拦截到，并执行了预处理。5、6行表示当调用的是bar方法时，会被TracingThrowsAdvice拦截，当有异常抛出时，会执行相应的处理；8、9、10行则表示当调用的是time方法，返回时会被TracingAfterAdvice拦截，对其返回值进行处理。

MethodInterceptor拦截方式

采用该种方式进行拦截，需要实现一个继承自MethodInterceptor的类，并将该类注册至spring Context中，具体如下：

package com.wow.asc.aop;
 
import org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor;
import org.aopalliance.intercept.MethodInvocation;
 
public class MyInterceptor implements MethodInterceptor {
    @Override
    public Object invoke(MethodInvocation invocation) {
        Object result = null;
        StringBuffer info = new StringBuffer();
        info.append("intercept the method: ");
        info.append(invocation.getMethod().getDeclaringClass().
getName());
        info.append(".");
        info.append(invocation.getMethod().getName());
        System.out.println("start " + info.toString());
        try {
           result = invocation.proceed();
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("end " + info.toString());
        }
        return result;
    }
}

对于类的装配，其实和上面的非常类似，示例：

<bean id="testBean" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
		<property name="proxyInterfaces">
			<value>com.wow.asc.aop.IBusinessLogic</value>
		</property>
		<property name="target">
			<ref local="businessLogic"/> 
		</property>
		<property name="interceptorNames">
			<list>
				<value>myInterceptor</value>
			</list>
		</property>
</bean>
<bean id="myInterceptor" class="com.wow.asc.aop.MyInterceptor"/>

再通过客户端进行调用，可得到运行结果，从结果来分析可以看出它在方法执行的前、后均添加了相应的日志。

start intercept the method: com.wow.asc.aop.IBusinessLogic.foo
Inside BusinessLogic.foo()
end intercept the method: com.wow.asc.aop.IBusinessLogic.foo
start intercept the method: com.wow.asc.aop.IBusinessLogic.time
Inside BusinessLogic.time()
end intercept the method: com.wow.asc.aop.IBusinessLogic.time

至此，采用两种不同方式实现的AOP就结束了，希望大家能够体会到其中的奥妙。

参考AOP资料：

http://www.zabada.com/technology/aop-example.html

http://onjava.com/pub/a/onjava/2004/07/14/springaop.html?page=1

http://dnizna.iteye.com/blog/1157663