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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。
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
和
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:
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" ); } }
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:
自定义一个注解
PermissionsAnnotation
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
将
PermissionsAnnotation
标注在测试接口类的测试接口
test
上
具体的实现步骤:
使用
@Target、@Retention、@Documented
自定义一个注解:
@Target (ElementType.METHOD)@Retention (RetentionPolicy.RUNTIME)@Documented public @interface PermissionAnnotation{ }
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(); } }
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:
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。
*(..):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:
@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。
@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。
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 @Slf 4jpublic 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