Spring详解5.AOP

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更多章节

Spring详解1.概述
 Spring详解2.理解IoC容器
 Spring详解3.Bean的装配
 Spring详解4.容器内幕
 Spring详解5.AOP
Spring详解6.基于AspectJ的AOP
Spring详解7.Spring MVC
Spring详解8.Spring DAO

1 AOP概述

AOP（Aspect Oriented Programing）即面向切面编程，适用于那些具有横切逻辑的应用场合，是OOP的重要补充。AOP有几个重要的概念：

连接点（Joinpoint）：一段代码中一些具有边界性质的点，如类开始初始化前、类初始化后、方法调用前后、方法抛出异常。Spring仅支持方法的连接点。
切点（Pointcut）：AOP通过切点定位连接点，相当于是连接点的定位条件。在Spring中，切点通过org.springframework.aop.Pointcut接口进行描述。
增强（Advice）：增强是指在目标连接点上织入一段程序代码。
目标类（Target）：织入增强逻辑的目标类。
引介（Introduction）：引介是一种特殊的增强，它为类添加一些属性和方法。这样，即使一个业务类原本没有实现某个接口，通过AOP的引介功能，我们可以动态地为该业务类添加接口的实现逻辑，让业务类成为这个接口的实现类。
织入（Weaving）：是将增强添加对目标类具体连接点上的过程。根据不同的实现技术，AOP有三种织入的方式（Spring采用动态代理织入，而AspectJ采用编译期织入和类装载期织入）：
a. 编译期织入，这要求使用特殊的Java编译器。
b. 类装载期织入，这要求使用特殊的类装载器。
c. 动态代理织入，在运行期为目标类添加增强生成子类的方式。
代理（Proxy）：一个类被AOP织入增强后，就产出了一个结果类，它是融合了原类和增强逻辑的代理类。根据不同的代理方式，代理类既可能是和原类具有相同接口的类，也可能就是原类的子类，所以我们可以采用调用原类相同的方式调用代理类。
切面（Aspect）：切面由切点和增强（引介）组成，它既包括了横切逻辑的定义，也包括了连接点的定义。Spring AOP就是负责实施切面的框架，它将切面所定义的横切逻辑织入到切面所指定的连接点中。

2 Java中的代理

Spring AOP使用动态代理技术在运行期织入增强的代码，包括基于JDK的动态代理和基于CGLib的动态代理。之所以需要两种代理机制，很大程度上是因为JDK本身只提供接口的代理，而不支持类的代理。

2.1 JDK动态代理

Java动态代理案例
 设计模式之动态代理

不使用代理的代码

下面的例子定义了一个Barber接口定义了理发师应该有的洗剪吹方法，我们需要对每个理发师的洗剪吹方法进行时间统计，于是在BarberTony托尼老师的每个方法中都加入了时间统计的代码。这样的实现方式造成了代码的臃肿，几乎同样的代码多次重复。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Barber barber = new BarberTony();
        barber.wash();
        barber.cut();
        barber.blow();
    }
}

/**
 * 理发师的抽象接口,包含洗剪吹三个方法
 */
interface Barber {
    void wash();
    void cut();
    void blow();
}

class BarberTony implements Barber {
    @Override
    public void wash() {
        // (1)此处代码臃肿需要移除
        Monitor.begin(this.getClass().getSimpleName(), "洗发时间:");
        try {
            // 模拟方法执行时间
            Thread.sleep(100);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        // (2)此处代码臃肿需要移除
        Monitor.end(this.getClass().getSimpleName(), "洗发时间:");
    }

    @Override
    public void cut() {
        Monitor.begin(this.getClass().getSimpleName(), "剪发时间:");
        try {
            // 模拟方法执行时间
            Thread.sleep(200);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        Monitor.end(this.getClass().getSimpleName(), "剪发时间:");
    }

    @Override
    public void blow() {
        Monitor.begin(this.getClass().getSimpleName(), "吹头发时间:");
        try {
            // 模拟方法执行时间
            Thread.sleep(200);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        Monitor.end(this.getClass().getSimpleName(), "吹头发时间:");
    }
}

class Monitor {
    private static Map<String, Long> record = new HashMap<>();

    public static void begin(String barber, String method) {
        record.put(barber + method, System.currentTimeMillis());
    }

    public static void end(String barber, String method) {
        System.out.println(barber + method + (System.currentTimeMillis() - record.get(barber + method)));
    }
}

使用动态代理

JDK的动态代理主要涉及到java.lang.reflect中的两个类：Proxy和InvocationHandler。其中InvocationHandler是一个接口，可以通过实现该接口定义横切逻辑，并通过反射机制调用目标类的代码，动态将横切逻辑和业务逻辑编织在一起。而Proxy利用invocationHandler动态创建一个符合某一接口的实例，生成目标类的代理对象。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Barber barber = new BarberTony();

        MonitorHandler monitorHandler = new MonitorHandler(barber);
        
        // barberProxy是最终的代理类
        Barber barberProxy = (Barber)Proxy.newProxyInstance(barber.getClass().getClassLoader(), barber.getClass().getInterfaces(), monitorHandler);

        barberProxy.wash();
        barberProxy.cut();
        barberProxy.blow();
    }
}

class MonitorHandler implements InvocationHandler {
    // barber为要代理的目标类
    private Barber barber;

    public MonitorHandler(Barber barber) {
        this.barber = barber;
    }

    /**
     * @param proxy 是最终生成的代理实例，一般不会用到
     * @param method 传入的方法
     * @param args 方法的参数
     * @return method.invoke执行后的结果
     * @throws Throwable
     */
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        Monitor.begin(barber.getClass().getSimpleName(), ":" + method.getName() + ":");
        Object obj = method.invoke(barber, args);
        Monitor.end(barber.getClass().getSimpleName(), ":" + method.getName() +  ":");
        return obj;
    }
}

class Monitor {
    private static Map<String, Long> record = new HashMap<>();

    public static void begin(String barber, String method) {
        record.put(barber + method, System.currentTimeMillis());
    }

    public static void end(String barber, String method) {
        System.out.println(barber + method + (System.currentTimeMillis() - record.get(barber + method)));
    }
}

2.2 CGLib动态代理

使用JDK创建代理有一个限制，即它只能为接口创建代理实例，因为Proxy的接口方法newProxyInstance的入参只能接受interfaces。CGLib采用底层的字节码技术，可以为一个类创建子类，在子类中采用方法拦截技术拦截所有父类方法的调用并织入横切逻辑。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        BarberTony tonyProxy = (BarberTony)new BarberTonyProxy().getProxy(BarberTony.class);
        tonyProxy.wash();
        tonyProxy.cut();
        tonyProxy.blow();
    }
}

// 不再需要Barber接口
class BarberTony {
    public void wash() {
        try {
            // 模拟方法执行时间
            Thread.sleep(100);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    public void cut() {
        try {
            // 模拟方法执行时间
            Thread.sleep(200);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    public void blow() {
        try {
            // 模拟方法执行时间
            Thread.sleep(200);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

//  继承MethodInterceptor并在intercept中实现增强逻辑
class BarberTonyProxy implements MethodInterceptor {
    private Enhancer enhancer = new Enhancer();

    public Object getProxy(Class clz) {
        // 设置要被代理的类
        enhancer.setSuperclass(clz);
        enhancer.setCallback(this);
        // 通过字节码技术动态创建子类实例
        return enhancer.create();
    }

    /**
     * 此方法拦截父类所有的方法调用
     * @param o 由CGLib动态生成的代理类实例
     * @param method 上文中实体类所调用的被代理的方法引用
     * @param objects 参数值列表
     * @param methodProxy 生成的代理类对方法的代理引用
     * @return 从代理实例的方法调用返回的值
     * @throws Throwable
     */
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        String barber = o.getClass().getSimpleName().split("\\$")[0];

        Monitor.begin(barber, method.getName());
        // 调用代理类调用父类中的方法
        Object obj = methodProxy.invokeSuper(o, objects);
        Monitor.end(barber, method.getName());
        return obj;
    }
}

2.3 总结

JDK或CGLib的动态代理不足之处

目标类的所有方法都添加了横切逻辑，但这并不是我们所期望的，我们可能只希望对业务类中的某些特定的方法添加横切逻辑；
我们通过硬编码的方式制定了织入横切逻辑的织入点，即在目标业务方法的开始和结束前织入代码；
我们手工编写代理实例的创建过程，为不同类创建代理时，需要分别编写相应的创建代码，无法做到通用。

JDK与CGLib比较

CGLib所创建的动态代理对象的性能比JDK的高大概10倍
CGLib在创建代理对象的时间比JDK大概多8倍
对于singleton的代理对象或者具有实例池的代理，因为无需重复的创建代理对象，所以比较适合CGLib动态代理技术，反之选择JDK代理

3 创建增强类

3.1 Spring支持的增强类型

增强继承关系

AOP联盟为增强定义了org.aopalliance.aop.Advice接口，Spring支持5种类型的增强：

前置增强：org.springframework.aop.BeforeAdvice 代表前置增强，因为Spring 只支持方法级的增强，所以MethodBeforeAdvice是目前可用的前置增强，表示在目标方法执行前实施增强，而BeforeAdvice是为了将来版本扩展需要而定义的；
后置增强：org.springframework.aop.AfterReturningAdvice 代表后增强，表示在目标方法执行后实施增强；
环绕增强：org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor 代表环绕增强，表示在目标方法执行前后实施增强；
异常抛出增强：org.springframework.aop.ThrowsAdvice 代表抛出异常增强，表示在目标方法抛出异常后实施增强；
引介增强：org.springframework.aop.IntroductionInterceptor 代表引介增强，表示在目标类中添加一些新的方法和属性。

AOP联盟规范了一套用于规范AOP实现的底层API，通过这些统一的底层API，可以使得各个AOP实现及工具产品之间实现相互移植。这些API主要以标准接口的形式提供，是AOP编程思想所要解决的横切交叉关注点问题各部件的最高抽象。Spring的AOP框架中也直接以这些API为基础所构建。
AOP联盟的API主要包括四个部分，第一个是aop包，定义了一个表示通知Advice的标识接口，各种各样的通知都继承或实现了该接口；aop包中还包括了一个用于描述AOP系统框架错误的运行时异常AspectException。第二个部分是intercept包，也就是拦截器包，这个包中规范了AOP核心概念中的连接点及通知(Advice)类型。第三及第四部分是instrument及reflect包。这两个包中的API主要包括AOP框架或产品为了实现把横切关注点的模块与核心应用模块组合集成，所需要使用的设施、技术及底层实现规范等。

3.2 前置增强

BeforeAdvice是前置增强的接口，MethodBeforeAdvice是其子类。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();
        // 设置代理的目标类
        proxyFactory.setTarget(new BarberTony());
        // 为目标类添加增强
        proxyFactory.addAdvice(new BarberTonyBeforeAdvice());

        BarberTony barberTonyProxy = (BarberTony) proxyFactory.getProxy();
        barberTonyProxy.cut();
    }
}

class BarberTonyBeforeAdvice implements MethodBeforeAdvice {
    /**
     * 在此实现前置增强的逻辑
     * @param method 目标类的方法
     * @param objects 目标类方法的入参
     * @param o 目标类实例
     * @throws Throwable 该方法抛出异常将会组织目标类的方法执行
     */
    public void before(Method method, Object[] objects, Object o) throws Throwable {
        // doSomething()
    }
}

// 洗剪吹的Tony老师
class BarberTony {
    public void wash() {
        System.out.println("washing hair");
    }

    public void cut() {
        System.out.println("cutting hair");
    }

    public void dry() {
        System.out.println("drying hair");
    }
}

代理工厂类ProxyFactory

使用代理工厂类ProxyFactory将增强织入到目标类中，这个JDK的Proxy和InvocationHandler如出一辙，事实上ProxyFactory内部就是使用JDK或者CGLib动态代理技术将增强应用到目标类的。

Spring定义了org.springframework.aop.framework.AopProxy接口，并提供了两个包访问权限的实现类：

JdkDynamicAopProxy：使用JDK动态代理技术创建代理，如果通过ProxyFactory的setInterfaces(Class[] interfaces)指定目标接口进行代理，ProxyFactory就使用JdkDynamicAopProxy。
CglibAopProxy：使用CGLib动态代理技术创建代理；如果是通过类的代理则使用Cglib2AopProxy；另外也可以通过ProxyFactory的setOptimize(true)方法，让ProxyFactory启动优化代理模式，这样针对接口的代理也会使用CglibAopProxy。

ProxyFactory可以增加多个增强，他们的调用顺序和添加顺序一致。

以配置的方式实现增强

ProxyFactoryBean是FactoryBean接口的实现类，负责为其他Bean创建代理实例，在方法内部使用ProxyFactory完成该功能，有如下参数：

target：代理的目标对象；
proxyInterfaces：代理索要实现的接口，可以是多个接口。
interfaces：proxyInterfaces的别名属性。
interceptorNames：需要织入目标对象的Bean列表，必须是实现了MethodInterceptor或者Advisor的Bean，配置的顺序对应调用顺序。interceptorNames接受的是Bean的名称而非Bean的实例，多个可以用,分割。
singleton：返回的代理是否单实例，默认为单实例。
optimize：当设置为true的时候，强制使用CGLib代理。
proxyTargetClass：是否对类进行代理（而不是针对接口进行代理），设置为true后表示使用CGLib代理，此时无须设置proxyInterfaces属性，即使设置了也会忽略。

    <bean id="barberTony" class="com.ankeetc.spring.BarberTony"/>
    <bean id="barberTonyBeforeAdvice" class="com.ankeetc.spring.BarberTonyBeforeAdvice"/>
    
    <bean id="barberTonyProxy" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
        <property name="target" ref="barberTony"/>
        <property name="interceptorNames" value="barberTonyBeforeAdvice"/>
    </bean>

3.3 后置增强

通过实现AfterReturningAdvice来实现后置增强。假如在后置增强中抛出异常，如果该异常是目标方法声明的异常，则该异常归并到目标方法中；如果不是目标方法所声明的异常，则spring将其转为运行期异常抛出。

class BarberTonyAfterAdvice implements AfterReturningAdvice {
    /**
     * @param returnValue 目标类方法的返回值
     * @param method 目标类方法
     * @param args 目标类方法的入参
     * @param target 目标类实例
     */
    public void afterReturning(Object returnValue, Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {
        System.out.println();
    }
}

3.4 环绕增强

Spring直接使用AOP联盟定义的MethodInterceptor作为环绕增强的接口。该接口拥有唯一的接口方法Object invoke(MethodInvocation invocation)throws Throwable。 MethodInvocation不但封装了目标方法及其入参数组，还封装了目标方法所在的实例对象，MethodInvocation主要方法如下：

getMethod()：获取目标类的调用方法。
getArguments()：该方法可以获取目标方法的入参数组。
proceed()：该方法可以反射调用目标实例相应的方法。

3.5 异常抛出增强

异常抛出增强最适合的应用场景是事务管理，当参与事务的某个DAO发生异常时，事务管理器就必须回滚事务。通过实现ThrowsAdvice实现异常抛出增强，ThrowsAdvice是一个没有任何方法的标记接口，Spring通过反射机制自行判断，必须采用以下形式定义异常的增强方法：

// 入参必须是 Throwable 及其子类
public void afterThrowing(Exception ex) {}
// 前三个入参 Method method, Object[] args, Object target 要么都提供，要么都不提供
public void afterThrowing(Method method, Object[] args, Object target, Exception ex) {}

可以在同一个异常抛出增强中定义多个afterThrowing方法，抛出异常时Spring会自动选择匹配度最高的方法。

3.6 引介增强

引介增强为目标类创建新的方法和属性，所以引介增强的连接点是类级别的，而非方法级别的。通过引介增强，可以为目标类添加一个接口的实现，即目标类原来没有实现某个接口，引介增强后可以为目标类创建实现某接口的代理。
Spring定义了引介增强接口IntroductionInterceptor，该接口没有定义任何方法。一般通过扩展其实现类DelegatingIntroductionInterceptor来定义自己的增强类。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();
        // 必须添加引介增强需要实现的接口
        proxyFactory.addInterface(MonitorStatus.class);
        // 引介增强的目标类
        proxyFactory.setTarget(new Service());
        // 引介增强的类
        proxyFactory.addAdvice(new ServiceMonitor());
        // 由于引介增强一定要通过创建子类来生成代理，所以必须需要强制使用CGLib
        proxyFactory.setProxyTargetClass(true);

        Service serviceProxy = (Service) proxyFactory.getProxy();
        // 虽然Service并没有直接实现MonitorStatus接口，但是其代理类动态添加了该接口
        ((MonitorStatus) serviceProxy).setMonitorStatus(true);
        serviceProxy.doSomething();
    }
}

class ServiceMonitor extends DelegatingIntroductionInterceptor implements MonitorStatus {
    // 因为这个控制状态使代理类变成了非线程安全的实例，需要每一个线程有单独的状态
    ThreadLocal<Boolean> status = new ThreadLocal<Boolean>();

    // 覆盖率父类的invoke方法用于增强代码
    public Object invoke(MethodInvocation mi) throws Throwable {
        // 需要判断是否是需要增强的方法
        if ("doSomething".equals(mi.getMethod().getName()) && status.get() != null && status.get()) {
            System.out.println("method enhance");
        }
        // 直接调用super.invoke(mi)来实现调用原来方法
        return super.invoke(mi);
    }

    public void setMonitorStatus(boolean status) {
        this.status.set(status);
    }
}

// 为目标类引介增强的接口
interface MonitorStatus {
    void setMonitorStatus(boolean status);
}

// 需要增强的目标类
class Service {
    public void doSomething() {
        System.out.println("Service do something!");
    }
}

    <!-- 也可以使用xml定义 -->
    <bean id="service" class="com.ankeetc.spring.Service"/>
    <bean id="serviceMonitor" class="com.ankeetc.spring.ServiceMonitor"/>
    
    <bean id="serviceProxy" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
        <property name="target" ref="service"/>
        <property name="interfaces" value="com.ankeetc.spring.MonitorStatus"/>
        <property name="interceptorNames" value="serviceMonitor"/>
        <property name="proxyTargetClass" value="true"/>
    </bean>

为什么需要ThreadLocal

如果没有对ServiceMonitor进行线程安全的处理，就必须将singleton属性设置为false，让ProxyFactoryBean产生prototype的作用域类型的代理。这里就带来了一个严重的性能问题，因为CGLib动态创建代理的性能很低，而每次getBean方法从容器中获取作用域为prototype的Bean时都将返回一个新的代理实例，所以这种影响是巨大的，这就是为什么需要通过ThreadLocal对ServiceMonitor的开关进行线程安全化处理的原因。通过线程安全处理后，就可以使用默认的singleton作用域，这样创建代理的动作仅发生一次。

4 创建切面

我们希望有选择地织入目标类的某些特定方法中，就需要使用切点进行目标连接点的定位。Spring通过org.springframework.aop.Pointcut接口描述切点，Pointcut由ClassFilter和MethodMatcher构成。ClassFilter定位特定的类，MethodMatcher定位特定的方法。

静态方法匹配器与动态方法匹配器

Spring支持两种方法匹配器——静态方法匹配器和动态方法匹配器：所谓静态方法匹配器，它仅对方法签名（包括方法名和入参类型、顺序）进行匹配；静态匹配仅会判别一次。动态匹配器，会在运行期检查方法入参的值。动态匹配因为每次调用方法的入参可能都不一样，所以每次调用方法都会判断，因此动态匹配对性能的影响很大，一般情况下，动态匹配不常用。方法匹配器的类型由isRuntime()返回值决定，返回false表示静态方法匹配器，反之则是动态方法匹配器。

4.1 切点类型

静态方法切点：org.springframework.aop.support.StaticMethodMatcherPointcut是静态方法切点的抽象基类，默认情况下匹配所有的类。最常用的两个子类NameMatchMethodPointcut和 AbstractRegexpMethodPointcut，前者提供简单字符串匹配方法签名，后者使用正则表达式匹配方法签名。
动态方法切点：org.springframework.aop.support.DynamicMethodMatcherPointcut是动态方法切点的抽象基类，默认情况下匹配所有的类。
注解切点：org.springframework.aop.support.annotation.AnnotationMatchingPointcut实现类表示注解切点。
表达式切点：org.springframework.aop.support.ExpressionPointcut提供了对AspectJ切点表达式语法的支持。
流程切点：org.springframework.aop.support.ControlFlowPointcut该切点是一个比较特殊的节点，它根据程序执行的堆栈信息查看目标方法是否由某一个方法直接或间接发起调用，一次来判断是否为匹配的链接点。
复合切点：org.springframework.aop.support.ComposablePointcut该类是为实现创建多个切点而提供的操作类。

4.2 切面类型

切面类继承关系

Spring使用org.springframework.aop.Advisor接口表示切面的概念，一个切面同时包含横切代码和连接点信息。

Advisor：代表一般切面，仅包含一个Advice，因为Advice包含了横切代码和连接点信息，所以Advice本身一个简单的切面，只不过它代表的横切的连接点是所有目标类的所有方法，因为这个横切面太宽泛，所以一般不会直接使用。
PointcutAdvisor：代表具有切点的切面，包括Advice和Pointcut两个类，这样就可以通过类、方法名以及方位等信息灵活的定义切面的连接点，提供更具实用性的切面。PointcutAdvisor主要有6个具体的实现类：
IntroductionAdvisor：代表引介切面，引介切面是对应引介增强的特殊的切面，它应用于类层上面，所以引介切点使用ClassFilter进行定义。

PointcutAdvisor的实现类

PointAdvisor实现类

DefaultPointcutAdvisor：最常用的切面类型，它可以通过任意Pointcut和Advice定义一个切面，唯一不支持的就是引介的切面类型，一般可以通过扩展该类实现自定义的切面。
NameMatchMethodPointcutAdvisor：通过该类可以定义按方法名定义切点的切面。
RegexpMethodPointcutAdvisor：对于按正则表达式匹配方法名进行切点的切面，可以通过扩展该实现类进行操作。RegexpMethodPointcutAdvisor允许用户以正则表达式模式串定义方法匹配的切点，其内部通过JdkRegexpMethodPointcut构造出正则表达式方法名切点。
StaticMethodMatcherPointcutAdvisor：静态方法匹配器切点定义的切面，默认情况下匹配所有的目标类。
AspectJExpressionPointcutAdvisor：用于AspectJ切点表达式定义切点的切面。
AspectJPointcutAdvisor：用于AspectJ语法定义切点的切面。

Advisor都实现了org.springframework.core.Ordered接口，Spring 将根据Advisor定义的顺序决定织入切面的顺序。

4.3 静态普通方法名匹配切面

定义切面，继承StaticMethodMatcherPointcutAdvisor并实现其matches()方法
定义增强，实现Advice或者其子类并实现相关方法
为切面设置增强
通过ProxyFactory生成代理类

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();
        // 设置目标类
        proxyFactory.setTarget(new Waitress());

        // 在切面上添加增强
        WaitressAdvisor waitressAdvisor = new WaitressAdvisor();
        waitressAdvisor.setAdvice(new WaitressAdvice());

        // 增加切面
        proxyFactory.addAdvisor(waitressAdvisor);

        Waitress waitress = (Waitress)proxyFactory.getProxy();
        waitress.sayHello("zzx");
        waitress.order("cola");
    }
}

/**
 * 目标类
 */
class Waitress {
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("hello " + name + "!");
    }

    public void order(String food) {
        System.out.println("order " + food + "!");
    }
}

/**
 * 定义切面
 * StaticMethodMatcherPointcutAdvisor唯一需要定义的是matches()方法
 * 默认匹配所有类，可以通过getClassFilter()方法让它仅匹配指定类
 */
class WaitressAdvisor extends StaticMethodMatcherPointcutAdvisor {
    @Override
    public boolean matches(Method method, Class<?> targetClass) {
        return "sayHello".equals(method.getName());
    }
}

/**
 * 定义增强，此处定义了一个方法前置增强
 */
class WaitressAdvice implements MethodBeforeAdvice {
    @Override
    public void before(Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {
        System.out.println("Morning " + args[0] + "!");
    }
}

通过XML的配置

可以通过ProxyFactoryBean类来生成代理类。

    <bean id="waitressAdvisor" class="com.ankeetc.spring.WaitressAdvisor">
        <!-- 将advice增强装配到advisor切面中 -->
        <!-- 还可以配置classFilter类匹配过滤器和配置order切面织入时的顺序 -->
        <property name="advice" >
            <bean class="com.ankeetc.spring.WaitressAdvice"/>
        </property>
    </bean>

    <bean id="proxy" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
        <property name="target">
            <bean class="com.ankeetc.spring.Waitress"/>
        </property>
        <property name="interceptorNames" value="waitressAdvisor"/>
        <property name="proxyTargetClass" value="true"/>
    </bean>

4.4 静态增则表达式方法匹配切面

在StaticMethodMatcherPointcutAdvisor中，仅能通过方法名定义切点，这种方式不够灵活。RegexpMethodPointcutAdvisor是正则表达式方法匹配的切面实现类，一般不需要扩展。

    <bean id="advisor" class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
        <property name="advice" >
            <bean class="com.ankeetc.spring.WaitressAdvice"/>
        </property>
        <!-- 配置正则表达式的列表 -->
        <property name="patterns">
            <list>
                <value>.*sayHello.*</value>
            </list>
        </property>
    </bean>

    <bean id="proxy" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
        <property name="target">
            <bean class="com.ankeetc.spring.Waitress"/>
        </property>
        <property name="interceptorNames" value="advisor"/>
        <property name="proxyTargetClass" value="true"/>
    </bean>

4.5 动态切面

可以使用DefaultPointcutAdvisor和DynamicMethodMatcherPointcut来创建动态切面。DynamicMethodMatcherPointcut是一个抽象类，通过将isRuntime标识为final且返回为true，是的其子类就一定是一个动态切点。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
        Waitress waitress = context.getBean("proxy", Waitress.class);

        waitress.sayHello("zzx");
        waitress.sayHello("zzx");

        waitress.sayGoodbye("lucas");
        waitress.sayGoodbye("lucas");
    }
}

/**
 * 目标类
 */
class Waitress {
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("hello " + name + "!");
    }

    public void sayGoodbye(String name) {
        System.out.println("goodbye " + name + "!");
    }
}

class WaitressPointcut extends DynamicMethodMatcherPointcut {
    // 对方法进行静态检查
    public boolean matches(Method method, Class<?> targetClass) {
        System.out.println("静态检查: class=" + targetClass.getSimpleName() + ", method=" +  method.getName());
        return "sayHello".equals(method.getName());
    }

    // 对方法进行动态检查
    public boolean matches(Method method, Class<?> targetClass, Object... args) {
        System.out.println("动态检查: class=" + targetClass.getSimpleName() + ", method=" +  method.getName());
        return true;
    }
}

/**
 * 定义增强，此处定义了一个方法前置增强
 */
class WaitressAdvice implements MethodBeforeAdvice {
    @Override
    public void before(Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {
        System.out.println("Morning " + args[0] + "!");
    }
}

# 织入切面前Spring对目标类中所有方法进行静态切点检查
静态检查: class=Waitress, method=sayHello
静态检查: class=Waitress, method=sayGoodbye
静态检查: class=Waitress, method=toString
静态检查: class=Waitress, method=clone

# 调用waitress.sayHello("zzx")进行静态和动态检查
静态检查: class=Waitress, method=sayHello
动态检查: class=Waitress, method=sayHello
Morning zzx!
hello zzx!

# 第二次调用waitress.sayHello("zzx")只进行动态检查
动态检查: class=Waitress, method=sayHello
Morning zzx!
hello zzx!

# 调用waitress.sayGoodbye("lucas");进行静态检查，检查false不进行动态检查
静态检查: class=Waitress, method=sayGoodbye
goodbye lucas!

# 第二次调用waitress.sayGoodbye("lucas");不进行检查
goodbye lucas!

Spring在创建代理织入切面时，对目标类中的所有方法进行静态切点检查
在生成织入切面的代理对象后，第一次调用任何方法都会对该方法进行静态切点检查
如果仅通过静态切点检查就可以知道连接点是不匹配的，则运行时不再进行动态检查；否则在运行时每次都进行动态检查。
动态切点检查会对性能造成很大的影响，所以在动态切点类中定义静态切点检查方法可以避免不必要的动态检查。

4.6 流程切面

Spring的流程切面由DefaultPointcutAdvisor和ControlFlowPointcut实现。流程切点代表某个方法直接或间接发起调用的其他方法。

class Waitress {
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("hello " + name + "!");
    }

    public void sayGoodbye(String name) {
        System.out.println("goodbye " + name + "!");
    }
}

class SuperWaitress {
    Waitress waitress;

    public SuperWaitress(Waitress waitress) {
        this.waitress = waitress;
    }

    // waitress的方法通过该方法调用，对该方法的调用的其他所有方法都织入增强
    public void say(String name) {
        waitress.sayHello(name);
        waitress.sayGoodbye(name);
    }
}

XML配置

ControlFlowPointcut切点有两个构造方法：

ControlFlowPointcut(Class<?> clazz)指定一个类作为流程切点
ControlFlowPointcut(Class<?> clazz, String methodName)指定一个类和一个方法作为流程切点。

    <bean id="advisor" class="org.springframework.aop.support.DefaultPointcutAdvisor">
        <!-- 配置增强类 -->
        <property name="advice" >
            <bean class="com.ankeetc.spring.WaitressAdvice"/>
        </property>
        <!--配置ControlFlowPointcut切点，表示通过SuperWaitress#say()方法直接或间接发起的调用匹配切点-->
        <property name="pointcut">
            <bean class="org.springframework.aop.support.ControlFlowPointcut">
                <constructor-arg type="java.lang.Class" value="com.ankeetc.spring.SuperWaitress"/>
                <constructor-arg type="java.lang.String" value="say"/>
            </bean>
        </property>
    </bean>

    <bean id="proxy" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
        <property name="target">
            <bean class="com.ankeetc.spring.Waitress"/>
        </property>
        <property name="interceptorNames" value="advisor"/>
        <property name="proxyTargetClass" value="true"/>
    </bean>

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
        Waitress waitress = context.getBean("proxy", Waitress.class);

        waitress.sayHello("zzx");

        SuperWaitress superWaitress = new SuperWaitress(waitress);
        superWaitress.say("lucas");
    }
}

# 通过waitress.sayHello("zzx");没有增强效果
hello zzx!

# 通过superWaitress.say("lucas");两个方法都织入了增强效果。
Advice lucas!
hello lucas!
Advice lucas!
goodbye lucas!

流程切面对性能影响

流程切面和动态切面从某种程度上说可以算是一类切面，因为二者都需要在运行期判断动态环境。对于流程切面来说，代理对象在每次调用目标类方法时，都需要判断方法调用堆栈中是否有满足流程切点要求的方法。因此，和动态切面一样，流程切面对性能的影响也很大。

4.7 复合切点切面

有的时候，一个切点可能难以描述目标连接点的信息。如4.6中如果我们希望由SuperWaitress.say()方法发起调用并且被调用的方法是waitress.sayHello()时才织入增强，那么这个切点就是复合切点，因为它有两个单独的切点共同确定。
当然，我们可以只通过一个切点来描述同时满足上述两个匹配条件的连接点，但是更好的方式是使用Spring提供的ComposalbePointcut把两个切点组合起来，通过切点的符合运行算表示。 ComposalbePointcut可以将多个切点以并集或者交集的方式组合起来，提供切点之间复合运算的功能。

ComposablePointcut构造函数

public ComposablePointcut()：构造一个匹配所有类所有方法的复合切点
public ComposablePointcut(Pointcut pointcut)：构造出一个匹配特定切点的复合切点
public ComposablePointcut(ClassFilter classFilter)：构造一个匹配特定类所有方法的复合切点
public ComposablePointcut(MethodMatcher methodMatcher)：构造出一个匹配所有类特定方法的复合切点
public ComposablePointcut(ClassFilter classFilter, MethodMatcher methodMatcher)：构造出一个匹配特定类特定方法的复合切点

ComposablePointcut交集运算的方法

public ComposablePointcut intersection(ClassFilter other)：将复合切点和一个ClassFilter对象进行交集运算，得到一个结果复合切点
public ComposablePointcut intersection(MethodMatcher other)：将复合切点和一个MethodMatcher对象进行交集运算，得到一个结果复合切点
public ComposablePointcut intersection(Pointcut other)：将复合切点和一个切点对象进行交集运算，得到一个结果复合切点

ComposablePointcut并集运算的方法

public ComposablePointcut union(ClassFilter other)：将复合切点和一个ClassFilter对象进行并集运算，得到一个结果复合切点
public ComposablePointcut union(MethodMatcher other)：将复合切点和一个MethodMatcher对象进行并集运算，得到一个结果复合切点
public ComposablePointcut union(Pointcut other)：将复合切点和一个切点对象进行并集运算，得到一个结果复合切点

多个切点之间的交集并集运算

ComposablePointcut没有提供直接对两个切点机型并集交集的运算的方法，如果需要对连个切点进行叫交集并集运算，可以使用Spring提供的 org.springframework.aop.support.Pointcuts工具类。

public static Pointcut union(Pointcut pc1, Pointcut pc2)：对两个切点进行交集运算，返回一个结果切点，该切点即ComposablePointcut对象的实例
public static Pointcut intersection(Pointcut pc1, Pointcut pc2)：对两个切点进行并集运算，返回一个结果切点，该切点即ComposablePointcut对象的实例

实例

    <bean id="waitressComposable" class="com.ankeetc.spring.WaitressComposable"/>

    <bean id="advisor" class="org.springframework.aop.support.DefaultPointcutAdvisor">
        <property name="advice" >
            <bean class="com.ankeetc.spring.WaitressAdvice"/>
        </property>
        <property name="pointcut" value="#{waitressComposable.pointcut}"/>
    </bean>

    <bean id="proxy" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
        <property name="target">
            <bean class="com.ankeetc.spring.Waitress"/>
        </property>
        <property name="interceptorNames" value="advisor"/>
        <property name="proxyTargetClass" value="true"/>
    </bean>

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
        Waitress waitress = context.getBean("proxy", Waitress.class);

        waitress.sayHello("zzx");

        SuperWaitress superWaitress = new SuperWaitress(waitress);
        superWaitress.say("lucas");
    }
}

class WaitressComposable {
    public Pointcut getPointcut() {
        ComposablePointcut cp = new ComposablePointcut();

        // 创建一个流程切点
        Pointcut pt1 = new ControlFlowPointcut(SuperWaitress.class, "say");
        // 创建一个方法名切点
        Pointcut pt2 = new NameMatchMethodPointcut();
        ((NameMatchMethodPointcut) pt2).addMethodName("sayHello");

        // 两个切点取交集
        return cp.intersection(pt1).intersection(pt2);
    }
}

# waitress.sayHello("zzx"); 未增强
hello zzx!

# superWaitress.say("lucas");只增强了sayHello()方法
Advice lucas!
hello lucas!
goodbye lucas!

4.8 引介切面

引介切面是引介增强的封装器，通过引介切面可以很容易的为现有对象添加任何接口的实现。IntroductionAdvisor 和 PointcutAdvisor不同，IntroductionAdvisor 仅有一个类过滤器ClassFilter而没有MethodMatcher，因为引介切面是类级别的，而Poincut的切点是方法级别的。

引介切面类图

IntroductionAdvisor接口的两个实现类

DefaultIntroductionAdvisor，引介切面最常用的实现类
DeclareParentsAdvisor，用于实现使用AspectJ语言的DeclareParent注解表示的引介切面。

DefaultIntroductionAdvisor的构造函数

public DefaultIntroductionAdvisor(Advice advice)：通过一个增强创建的引介切面，引介切面将为目标对象增强对象中所有接口的实现
public DefaultIntroductionAdvisor(DynamicIntroductionAdvice advice,
Class<?> intf) ：通过一个增强和一个指定的接口类创建引介切面，仅为目标对象新增class接口的实现
public DefaultIntroductionAdvisor(Advice advice, IntroductionInfo
introductionInfo) ：通过一个增强和一个IntroductionInfo创建引介切面，目标对象小实现哪些接口由introduction对象的getInterfaces()方法标识

5 自动创建代理

使用ProxyFactoryBean 创建代理比较麻烦，Spring通过 BeanPostProcessor 提供了自动代理机制，让容器自动生成代理。

5.1 实现类介绍

这些基于BeanPostProcessor的自动代理创建器的实现类，将根据一些规则自动在容器实例化Bean时为匹配的Bean生成代理实例。

基于Bean配置名规则的自动代理创建器：允许为一组特定配置名的Bean自动创建代理实例的代理创建器，实现类为BeanNameAutoProxyCreator；
基于Advisor匹配机制的自动代理创建器：它会对容器中所有的Advisor进行扫描，自动将这些切面应用到匹配的Bean中（即为目标Bean创建代理实例），实现类为DefaultAdvisorAutoProxyCreator；
基于Bean中AspjectJ注解标签的自动代理创建器：为包含AspectJ注解的Bean自动创建代理实例，它的实现类是AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator，该类是Spring 2.0的新增类。

自动代理创建器类图

5.2 BeanNameAutoProxyCreator

    <bean id="waitress" class="com.ankeetc.spring.Waitress"/>
    <bean id="advice" class="com.ankeetc.spring.WaitressAdvice"/>

    <bean class="org.springframework.aop.framework.autoproxy.BeanNameAutoProxyCreator">
       <!-- 可以通过list子元素设定多个Bean名称，或这通过逗号、空格、分号设定多个 -->
        <property name="beanNames" value="waitress"/>
        <property name="interceptorNames" value="advice"/>
        <property name="optimize" value="true"/>
    </bean>

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
        Waitress waitress = context.getBean("waitress", Waitress.class);
        waitress.sayHello("zzx");
    }
}

class Waitress {
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("hello " + name + "!");
    }

    public void sayGoodbye(String name) {
        System.out.println("goodbye " + name + "!");
    }
}

class WaitressAdvice implements MethodBeforeAdvice {
    @Override
    public void before(Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {
        System.out.println("Morning " + args[0] + "!");
    }
}

beanNames属性：BeanNameAutoProxyCreator有一个beanNames属性，它允许用户指定一组需要自动代理的Bean名称，Bean名称可以使用*通配符。
FactoryBean的Bean：一般不会为FactoryBean的Bean创建代理，如果刚好有这样一个需求，这需要在beanNames中指定添加$的Bean名称，如<property name="beanNames" value="$waitress">
interceptorNames属性：BeanNameAutoProxyCreator的interceptorNames属性指定一个或者多个Bean的名称。
optimize属性：如果将此属性设置为true，则将强制使用CGLib动态代理技术。

5.3 DefaultAdvisorAutoProxyCreator

Advisor是切点和增强的复合体，Advisor本身已经包含了足够的信息：横切逻辑（要织入什么）以及连接点（织入到哪里）。DefaultAdvisorAutoProxyCreator能够扫描容器中的Advisor，并将Advisor自动织入到匹配的目标Bean中，即为匹配的目标Bean自动创建代理。

    <bean id="waitress" class="com.ankeetc.spring.Waitress"/>

    <bean id="waitressAdvisor" class="org.springframework.aop.support.NameMatchMethodPointcutAdvisor">
        <property name="mappedNames" value="sayHello"/>
        <property name="advice" >
            <bean class="com.ankeetc.spring.WaitressAdvice"/>
        </property>
    </bean>

    <!-- 定义一个DefaultAdvisorAutoProxyCreator，它会将容器中的Advisor织入匹配的目标Bean中 -->
    <bean class="org.springframework.aop.framework.autoproxy.DefaultAdvisorAutoProxyCreator"/>

5.4 细节

基于JDK动态代理，通过接口来实现方法拦截，所以必须要确保要拦截的目标方法在接口中有定义，否则将无法实现拦截
GCLib动态代理，通过动态生成子类来实现方法拦截，必须确保要拦截的目标方法可被子类访问，即目标方法必须定义为非final。且非私有实例方法。
在方法内部之间调用的时候，不会使用被增强的代理类，而是直接使用未被增强原类的方法。想解决这个问题，就是在内部方法调用时，让其通过代理类调用其内部方法，即需要让原来的Waiter实现一个可注入自身代理类的接口BeanSelfProxyAware。

最后编辑于：2020.07.12 14:24:02

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