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Spring Boot教程(17) – 快速理解AOP

AOP，Aspect-oriented Programming，面向切面编程，是你接触Spring之后比较难理解的概念。网上也有很多文章来介绍它，但是我老是看不懂，上来就一堆术语，头大。在我详细解释AOP之前，先用一句话说明他的典型用法：

把对象修改一下或者包装起来，在它方法执行的前后，额外运行点代码

很多时候你不知不觉就使用了AOP：在 @Component 类中，你在方法上加了 @Transactional 注解之后，方法执行前会开始事务，方法执行之后结束事务，方法发生异常之后回退事务；加上 @Async 注解之后，方法最终被调用的时候是异步的；加上 @Cacheable 注解之后，方法的返回值会被缓存起来，下次调用的时候直接返回缓存值。这些都是框架提供给你的，你只要加个注解声明一下就能用。

同时你也可以编写AOP代码来实现自己需求，比如在方法执行之前开始计时，在方法结束之后停止计时，来得到方法的运行时间；比如在业务的关键地方加上log；比如权限控制、懒加载等等。使用AOP的特点就是侵入性比较小，你的业务代码不用动，降低耦合度，方便团队分工。

AOP实现的选择

Spring自带的实现叫做 Spring AOP ，还有个实现叫做 AspectJ 。

Spring AOP并不像AspectJ一样实现了丰富的完备的AOP特性，Spring AOP更倾向于配合Spring容器帮助你解决一些常见的问题，“够用就行”。

Spring AOP不打算成为一个全面的AOP实现，也不打算和AspectJ竞争，相反，他俩还是相互补充的关系。如果你觉得Spring AOP不够用，可以换用AspectJ，在一个项目里，你可以只用两者之一，也可以两者都用。

Spring AOP的原理

上面我们说了，AOP把对象包装起来，那具体是怎么包装的呢？

Spring AOP是基于代理(proxy based)的。我们知道Java里有动态代理的机制，可以在运行时生成某个接口的对象。比如你有个 @Service 类，叫做 UserServiceImpl ，它实现了接口 IUserService ，如果这个类用了AOP的特性，那么Spring AOP会通过动态代理，生成一个对象，暂且叫它 userSerivceProxy ， userSerivceProxy 是IUserService类型的对象，并且把 UserServiceImpl 对象给包起来。这样其他容器对象需要通过 @Autowired 引入 IUserService 的时候，容器实际上提供的是 userSerivceProxy ，你调用 IUserService 方法的时候，实际上调用的是 userSerivceProxy 对象的方法，它再去调用 UserServiceImpl 对象的方法，顺便在调用前，调用后做点事情。

但是动态代理还不够用，我写 @Service 类的时候，通常不写接口，直接怼一个 UserService 类上去，不实现任何接口。这时候，动态代理就不能用了，Spring AOP会使用 cglib 来生成一个类，暂且叫它 UserServiceChild ， UserServiceChild 继承自 UserService 。这样其他容器对象需要通过 @Autowired 引入 UserService 的时候，容器实际上提供的是 UserServiceChild 对象，调用 UserService 方法的时候，实际调用的是 UserServiceChild 的方法，你原本提供的 UserService 对象被包裹在 UserServiceChild 中，所以可以在实际方法执行的时候做点事情。

默认情况下，Spring AOP会看看你的类有没有实现接口，有的话使用动态代理，没有的话使用cglib。

AspectJ的原理

AspectJ和Spring AOP就不一样了，不是基于代理的。它直接把代码搞到你的类里，所以，你运行程序的时候，运行的类已经不是你写出来的那个类了，是经过修改的了。通常来说，你写的AOP相关的代码，和对象的结合过程叫做织入(weave)。AspectJ的织入过程，有可能发生在三个阶段：

编译时织入(Compile-time weaving) 用AspectJ的编译器ajc，在项目编译的阶段就将代码织入目标类
编译后织入(Post-compile weaving) 用AspectJ的编译器ajc，向javac编译出来的.class或者.jar织入代码
加载时织入(Load-time weaving) 类加载器将字节码加载到JVM前织入

从上面可以看出，在程序的运行阶段，你的类都是已经织好了的，而不像Spring AOP，需要在运行的时候去生成动态代理或者生成类。所以说，AspectJ的运行效率还是很高的。

既然AspectJ高效又全面，为啥不直接用呢？因为用起来麻烦，编译时织入和编译后织入需要用AspectJ的编译器ajc，侵入性太强，原来有jdk搞搞就行的东西还要调整工具链，这不是大多数人能接受的。加载时候织入看起来好一点，不过它需要运行时候添加个 -javaagent:aspectjweaver.jar 参数（开发和部署的时候都需要），如果javaagent参数也不想加，倒是还有一种修改类加载器相关的方法，Spring文档写的不是太详细，至今我仍然没搞懂怎么用。希望有一天Spring Boot能出个 @EnableAspectJ 注解，一加上就帮你配置好加载时织入，用户直接去用就行。

AOP的基本概念

再来看AOP的一些基本概念：

连接点(Join point) 表示你想在什么地方插代码，比如方法执行的地方或者处理异常的地方
切入点(Pointcut) 用来匹配一堆连接点
通知(Advice) 在连接点上干的事儿(执行的代码)
切面(Aspect) 切面文件里具体指明在哪个切入点执行什么通知(Advice)
引入(Introduction) 给类新增方法或者成员
目标对象(Target object) 在谁身上切
织入(weaving) 将切面和目标对象绑一块儿

通知(Advice)的运行方式还有好几种：

连接点之前
连接点之后
围绕连接点
发生异常的时候
管它正常还是异常

我已经用尽可能简练的语言来描述概念了，如果你还不懂，那就来写点代码熟悉下吧：

Spring AOP的使用

有两种方式使用Spring AOP，一种是Spring框架自带的，比如文章开头提到的使用 @Transactional ， @Async 和 @Cacheable 注解。另一种是自定义切面，利用到上面说到的一堆概念。前一种大家都会用，我们来说说后一种。

自定义切面也有两种方式，一种是使用xml文件，一种是注解。对于我这种开始学些Java Web时xml配置已经过时了的人，再去接受xml，不太接受的了。那就直接使用注解吧。Spring借用了AspectJ的注解（仅仅是注解），来定义切面。在Spring Boot中，引入AOP Starter依赖：

implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-aop'

添加完依赖之后，自动配置就起作用了，自动配置类 AopAutoConfiguration 会添加 @EnableAspectJAutoProxy 注解以开启AspectJ注解的使用，也就是说加了@Aspect注解的切面类，一放到容器中，Spring AOP就自动完成织入。

以上是一个很简单的实例 DemoAspect 是个切面文件，切谁呢？切目标类 DemoObject 类。 DemoAspect 通过 @Pointcut 定义了切入点， @Before 定义了在切入点之前执行什么操作。当图右边通过 @Autowired 注入 DemoObject 的时候，实际上注入的是cglib生成的类(继承于DemoObject)的对象，即代理。最后执行run方法的时候，实际上执行的是代理的run方法，这会执行切面的beforeRun方法，然后再是 DemoObject 的run方法。这就是典型的AOP的用法， DemoObject 就相当于你的业务逻辑代码，不用动其代码就可以在其前后运行额外代码。

@Pointcut 注解的参数是切入点表达式(pointcut expression)，他是AspectJ语言的一部分，具体可查看 Spring AOP切入点文档，或者 AspectJ的文档。

Spring AOP的最大缺点

前面我们提到，Spring AOP使用了代理作为其实现方式，这种方式有个缺点，类内部调用自己的方法的时候，是不经过代理的。比如你的 @Service 类，里面有个A方法，调用了B方法，B方法有 @Transactional 注解，而A没有，那么你在外部调用A方法，执行到B方法的时候是没有事务关联的。我最早是因为遇到了 @Transactional 的这个问题的时候，才想到去了解AOP，毕竟这种缺陷有点反直觉，容易出错。

想要规避这个问题，有两种方式：一种是将B方法放到其他的类里，这种方法能用是能用，但是同一个功能模块的代码分开放有点多余；一种是通过 AopContext.currentProxy() 获取到当前的代理，再调用代理的B方法，这种方式丑，真丑。。

还有没有办法？有，用AspectJ。

你上面都说了AspectJ麻烦了，咋弄？没办法，只能权衡利弊。

之后我再专门写一篇文章讲讲如何用传递javaagent的方式使用AspectJ。另外，本文内容是我这几天现学现卖的，难免有纰漏，希望路过的大牛，能指出有问题地方，避免误导更多读者。

参考资料：