专栏名称: 朱小厮的博客
著有畅销书:《深入理解Kafka》和《RabbitMQ实战指南》。公众号主要用来分享Java技术栈、Golang技术栈、消息中间件(如Kafka、RabbitMQ)、存储、大数据以及通用型技术架构等相关的技术。
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SpringBoot:切面AOP实现权限校验:实例演示与注解全解

朱小厮的博客  · 公众号  ·  · 2020-12-02 08:50

正文

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  • 理解AOP
    • 什么是AOP
    • AOP体系与概念
  • AOP实例
    • 第一个实例
    • 第二个实例
  • AOP相关注解
    • @Pointcut
    • @Around
    • @Before
    • @After
    • @AfterReturning
    • @AfterThrowing

1 理解AOP

1.1 什么是AOP

AOP(Aspect Oriented Programming),面向切面思想,是Spring的三大核心思想之一(两外两个:IOC-控制反转、DI-依赖注入)。

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:

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:


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:


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:

一些概念详解:

  • 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,分为前置处理(即业务代码执行前)、后置处理(业务代码执行后)等。

  • Aspect :切面,即 Pointcut 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。

网络上有张图,我觉得非常传神,贴在这里供大家观详:

2 AOP实例

实践出真知,接下来我们就撸代码来实现一下AOP。完成项目已上传至:

https://github.com/ThinkMugz/aopDemo

使用 AOP,首先需要引入 AOP 的依赖。参数校验: 这么写参数校验(validator)就不会被劝退了~

<dependency>
    <groupId>org.springframework.bootgroupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-aopartifactId>
dependency>

2.1 第一个实例

接下来,我们先看一个极简的例子:所有的 get 请求被调用前在控制台输出一句"get请求的advice触发了"。

具体实现如下:

  1. 创建一个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advice:
package com.mu.demo.advice;

import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Aspect
@Component
public class LogAdvice {
    // 定义一个切点:所有被GetMapping注解修饰的方法会织入advice
    @Pointcut("@annotation(org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping)")
    private void logAdvicePointcut() {}

 // Before表示logAdvice将在目标方法执行前执行
    @Before("logAdvicePointcut()")
    public void logAdvice(){
     // 这里只是一个示例,你可以写任何处理逻辑
        System.out.println("get请求的advice触发了");
    }
}
  1. 创建一个接口类,内部创建一个get请求:
package com.mu.demo.controller;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping(value = "/aop")
public class AopController {
    @GetMapping(value = "/getTest")
    public JSONObject aopTest() {
        return JSON.parseObject("{\"message\":\"SUCCESS\",\"code\":200}");
    }
    
 @PostMapping(value = "/postTest")
    public JSONObject aopTest2(@RequestParam("id" ) String id) {
        return JSON.parseObject("{\"message\":\"SUCCESS\",\"code\":200}");
    }
}

项目启动后,请求 http://localhost:8085/aop/getTest 接口:

在这里插入图片描述

请求 http://localhost:8085/aop/postTest 接口,控制台无输出,证明切点确实是只针对被 GetMapping 修饰的方法。

2.2 第二个实例

下面我们将问题复杂化一些,该例的场景是:

  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. PermissionsAnnotation 标注在测试接口类的测试接口 test

具体的实现步骤:

  1. 使用 @Target、@Retention、@Documented 自定义一个注解:
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface PermissionAnnotation{
}
  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:
package com.example.demo;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Aspect
@Component
@Order(1)
public class PermissionFirstAdvice {

 // 定义一个切面,括号内写入第1步中自定义注解的路径
    @Pointcut("@annotation(com.mu.demo.annotation.PermissionAnnotation)")
    private void permissionCheck() {
    }

    @Around("permissionCheck()")
    public Object permissionCheckFirst(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        System.out.println("===================第一个切面===================:" + System.currentTimeMillis());

        //获取请求参数,详见接口类
        Object[] objects = joinPoint.getArgs();
        Long id = ((JSONObject) objects[0]).getLong("id");
        String name = ((JSONObject) objects[0]).getString("name");
        System.out.println("id1->>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>" + id);
        System.out.println("name1->>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>" + name);

        // id小于0则抛出非法id的异常
        if (id 0
) {
            return JSON.parseObject("{\"message\":\"illegal id\",\"code\":403}");
        }
        return joinPoint.proceed();
    }
}
  1. 创建接口类,并在目标方法上标注自定义注解 PermissionsAnnotation
package com.example.demo;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping(value = "/permission")
public class TestController {
    @RequestMapping(value = "/check", method = RequestMethod.POST)
    // 添加这个注解
    @PermissionsAnnotation()
    public JSONObject getGroupList(@RequestBody JSONObject request) {
        return JSON.parseObject("{\"message\":\"SUCCESS\",\"code\":200}");
    }
}

在这里,我们先进行一个测试。首先,填好请求地址和header:


其次,构造正常的参数:


可以拿到正常的响应结果:


然后,构造一个异常参数,再次请求:


响应结果显示,切面类进行了判断,并返回相应结果:


有人会问,如果我一个接口想设置多个切面类进行校验怎么办?这些切面的执行顺序如何管理?

很简单,一个自定义的 AOP 注解可以对应多个切面类,这些切面类执行顺序由 @Order 注解管理,该注解后的数字越小,所在切面类越先执行。

下面在实例中进行演示:

创建第二个AOP切面类,在这个类里实现第二步权限校验:

package com.example.demo;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Aspect
@Component
@Order(0)
public class PermissionSecondAdvice {

   @Pointcut("@annotation(com.example.demo.PermissionsAnnotation)")
   private void permissionCheck() {
   }

   @Around("permissionCheck()")
   public Object permissionCheckSecond(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
       System.out.println("===================第二个切面===================:" + System.currentTimeMillis());

       //获取请求参数,详见接口类
       Object[] objects = joinPoint.getArgs();
       Long id = ((JSONObject) objects[0]).getLong("id");
       String name = ((JSONObject) objects[0]).getString("name");
       System.out.println("id->>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>" + id);
       System.out.println("name->>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>" + name);

       // name不是管理员则抛出异常
       if (!name.equals("admin")) {
           return JSON.parseObject("{\"message\":\"not admin\",\"code\":403}");
       }
       return joinPoint.proceed();
   }
}

重启项目,继续测试,构造两个参数都异常的情况:

响应结果,表面第二个切面类执行顺序更靠前:

3 AOP相关注解

上面的案例中,用到了诸多注解,下面针对这些注解进行详解。

3.1 @Pointcut

@Pointcut 注解,用来定义一个切面,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。

@Aspect
@Component
public class LogAspectHandler {

    /**
     * 定义一个切面,拦截 com.itcodai.course09.controller 包和子包下的所有方法
     */

    @Pointcut("execution(* com.mutest.controller..*.*(..))")
    public void pointCut() {}
}

@Pointcut 注解指定一个切面,定义需要拦截的东西,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()

更多参考: SpringBoot内容聚合

execution表达式:

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面,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。

还有就是如上面案例所示,针对自定义注解来定义切面。

@Pointcut("@annotation(com.example.demo.PermissionsAnnotation)")
private void permissionCheck() {}

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:

  1. @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,调用 ProceedingJoinPoint 参数的 procedd() 方法才会执行目标方法。

  2. @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:

  1. 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 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 proceed 方法,则目标方法不会执行。

  2. 调用 ProceedingJoinPoint 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。

下面,在前面例子上做一些改造,来观察 @Around 的特点。

自定义注解类不变。首先,定义接口类:

package com.example.demo;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping(value = "/permission")
public class TestController {
    @RequestMapping(value = "/check", method = RequestMethod.POST)
    @PermissionsAnnotation()
    public JSONObject getGroupList(@RequestBody JSONObject request) {
        return JSON.parseObject("{\"message\":\"SUCCESS\",\"code\":200,\"data\":" + request + "}");
    }
}

唯一切面类(前面案例有两个切面类,这里只需保留一个即可):

package com.example.demo;

import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.stereotype.Component;


@Aspect
@Component
@Order(1)
public class PermissionAdvice {

    @Pointcut("@annotation(com.example.demo.PermissionsAnnotation)")
    private void permissionCheck() {
    }


    @Around("permissionCheck()")
    public Object permissionCheck(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        System.out.println("===================开始增强处理===================");

        //获取请求参数,详见接口类
        Object[] objects = joinPoint.getArgs();
        Long id = ((JSONObject) objects[0]).getLong("id");
        String name = ((JSONObject) objects[0]).getString("name");
        System.out.println("id1->>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>" + id);
        System.out.println("name1->>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>" + name);

  // 修改入参
        JSONObject object = new JSONObject();
        object.put("id"8);
        object.put("name""lisi");
        objects[0] = object;
  
  // 将修改后的参数传入
        return joinPoint.proceed(objects);
    }
}

同样使用JMeter调用接口,传入参数: {"id":-5,"name":"admin"} ,响应结果表明: @Around 截取到了接口的入参,并使接口返回了切面类中的结果。

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






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