spring之为什么要使用AOP（面向切面编程）？

需求1-日志：在程序执行期间追踪正在发生的活动；

需求2-验证：希望计算器只处理正数的运算；

一、普通方法实现

Calculator.java

package com.gong.spring.aop.helloworld;

public interface Calculator {
    int add(int i, int j);
    int sub(int i, int j);
    int mul(int i, int j);
    int div(int i, int j);
}

CalculatorImpl.java

package com.gong.spring.aop.helloworld;

public class CalculatorImpl implements Calculator{

    @Override
    public int add(int i, int j) {
        System.out.println("add begin");
        // TODO Auto-generated method stub
        int result =  i+j;
        System.out.println("add end");
        return result;
    }

    @Override
    public int sub(int i, int j) {
        System.out.println("sub begin");
        // TODO Auto-generated method stub
        int result = i - j;
        System.out.println("sub end");
        return result;
    }

    @Override
    public int mul(int i, int j) {
        System.out.println("mul begin");
        // TODO Auto-generated method stub
        int result = i * j;
        System.out.println("mul end");
        return result;
    }

    @Override
    public int div(int i, int j) {
        System.out.println("div begin");
        // TODO Auto-generated method stub
        int result = i / j;
        System.out.println("div end");
        return result;
    }

}

Main.java

package com.gong.spring.aop.helloworld;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Calculator calculator = new CalculatorImpl();
        int i = 2;
        int j = 1;
        int res = calculator.add(i, j);
        System.out.println(res);
        res = calculator.sub(i, j);
        System.out.println(res);
        res = calculator.mul(i, j);
        System.out.println(res);
        res = calculator.div(i, j);
        System.out.println(res);
    }
}

输出：

存在两个问题：

（1）代码混乱：每个方法在处理逻辑核心问题时还要关注其它问题，比如日志和计算。

（2）代码分散：如果日志发生变化，则需要修改所有方法的日志。

二、第一种解决方法：使用动态代理。

动态代理原理：使用一个代理将对象包装起来，然后调用该代理对象取代原始对象，任何对原始对象的调用都要通过代理。代理对象决定是否以及何时将方法转到原始的对象上。

CalculatorLoggingImpl.java

package com.gong.spring.aop.helloworld;

public class CalculatorLoggingImpl implements Calculator{

    @Override
    public int add(int i, int j) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int result =  i+j;
        return result;
    }

    @Override
    public int sub(int i, int j) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int result = i - j;
        return result;
    }

    @Override
    public int mul(int i, int j) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int result = i * j;
        return result;
    }

    @Override
    public int div(int i, int j) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int result = i / j;
        return result;
    }

}

package com.gong.spring.aop.helloworld;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class CalculatorLoggingProxy {
    public CalculatorLoggingProxy(Calculator target) {
        this.target = target;
    }
    //要代理的对象
    private Calculator target;
    public Calculator getLoggingProxy() {
        Calculator proxy = null;
        //代理对象由哪一个类加载器进行加载
        ClassLoader loader = target.getClass().getClassLoader();
        //代理对象的类型，即其中有哪些方法
        Class [] interfaces = new Class[]{Calculator.class};
        //调用代理对象其中的方法时，该执行的代码
        InvocationHandler h = new InvocationHandler() {
            /*proxy:正在返回的代理对象
             *method:：正在被调用的方法
             *args：调用方法时传入的参数 
             * */
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                // TODO Auto-generated method stub
                String methodName = method.getName();
                //日志
                System.out.println(methodName+" begin");
                //执行方法
                Object result = method.invoke(target, args);
                //日志
                System.out.println(methodName+" end");
                return result;
            }
        };
        proxy = (Calculator) Proxy.newProxyInstance(loader, interfaces, h);
        return proxy;
    }
}

Main.java

package com.gong.spring.aop.helloworld;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Calculator calculator = new CalculatorLoggingImpl();
        Calculator proxy = new CalculatorLoggingProxy(calculator).getLoggingProxy();
        int i = 2;
        int j = 1;
        int result =proxy.add(i, j);
        System.out.println(result);
        result = proxy.sub(i, j);
        System.out.println(result);
        result = proxy.mul(i, j);
        System.out.println(result);
        result = proxy.div(i, j);
        System.out.println(result);
    }
}

输出：

可以达到同样的效果，但是我们的日志模块只需要关注在代理中如何修改，进而可以影响到普通实现的所有方法。

三、第二种方式：使用AOP

AOP是对传统OOP（面向对象编程）的一种补充。其主要编程对象是切面，而切面模块化横切关注点。在应用AOP时，仍然需要定义公共功能，但可以明确定义这个功能在哪里，以什么方式应用。并且不必修改受影响的类，这样一来横切关注点就被模块化到特殊对象（切面）里。

新建一个包，目录结构如下：

需要加入到build path中的包：

说明：注解中的value属性标识了为哪些方法加上通知。

Calculator.java

package com.gong.spring.aop.impl;

public interface Calculator {
    int add(int i, int j);
    int sub(int i, int j);
    int mul(int i, int j);
    int div(int i, int j);
}

CalculatorImpl.java

package com.gong.spring.aop.impl;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class CalculatorImpl implements Calculator{

    @Override
    public int add(int i, int j) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int result =  i+j;
        return result;
    }

    @Override
    public int sub(int i, int j) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int result = i - j;
        return result;
    }

    @Override
    public int mul(int i, int j) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int result = i * j;
        return result;
    }

    @Override
    public int div(int i, int j) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int result = i / j;
        return result;
    }

}

applicationContext.java

<?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:context="http://www.springframework.org/schema/context"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-4.3.xsd
        http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-4.3.xsd">
    
    <context:component-scan base-package="com.gong.spring.aop.impl"></context:component-scan>
    <!-- 使AspectJ注解起作用：自动为匹配的类生成代理对象 -->
    <aop:aspectj-autoproxy></aop:aspectj-autoproxy>
</beans>

 在LoggingAspect.java中先只定义这么一个类，并且加上注解：

package com.gong.spring.aop.impl;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

import javax.management.RuntimeErrorException;

import org.aspectj.lang.JoinPoint;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.After;
import org.aspectj.lang.annotation.AfterReturning;
import org.aspectj.lang.annotation.AfterThrowing;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.springframework.stereotype.Component;

//把这个类声明为一个切面：需要把该类放入到IOC容器中，再声明为一个切面
@Aspect
@Component
public class LoggingAspect {

}

Main.java（这里只测试两个）

package com.gong.spring.aop.impl;

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        //从IOC容器中获取bean的实例
        Calculator calculator = (Calculator) ctx.getBean(Calculator.class);
        int res = calculator.add(2, 1);
        System.out.println("在主函数中加法计算的结果="+res);
        res = calculator.div(2, 1);
        System.out.println("在主函数中除法计算的结果="+res);
    }
}

1.前置通知

在applicationContext.java中先加入：

    //声明该方法为一个前置通知，在目标方法之前执行
    @Before("execution(public int com.gong.spring.aop.impl.Calculator.*(int, int))")
    public void beforeMethod(JoinPoint joinPoint) {
        String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
        List<Object> args = Arrays.asList(joinPoint.getArgs());
        System.out.println(methodName+" begin with "+args);
    }

输出：

即前置通知是在目标函数调用前执行。

2.后置通知

再加入：

    //后置通知：在目标方法执行后，无论是否发生异常，执行的通知
    //在后置通知中不能访问目标的执行结果
    @After("execution(public int com.gong.spring.aop.impl.Calculator.*(int, int))")
    public void afterMethod(JoinPoint joinPoint) {
        //获取名字
        String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
        //获取参数
        List<Object> args = Arrays.asList(joinPoint.getArgs());
        System.out.println(methodName+" end with "+args);
    }

输出：

后置通知在目标函数执行后执行，并且无论目标函数是否出现异常，都会执行。 假设将除法分母设置为0，那么结果为：

3.带返回值的后置通知

注释掉 afterMethod方法，再加上：

    //在方法正常结束后执行的代码
    //返回通知是可以访问到方法的返回值的
    @AfterReturning(value="execution(public int com.gong.spring.aop.impl.Calculator.*(..))",
            returning="result")
    public void afterReturning(JoinPoint joinPoint,Object result) {
        String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
        List<Object> args = Arrays.asList(joinPoint.getArgs());
        System.out.println("在afterReturning得到返回值："+ result);
        System.out.println(methodName+" end with "+args);
    }

输出：

可以在通知函数里面获得计算的值。

4.当发生异常时才会运行的通知

还有一种当只有发生异常时才会执行该通知：将除法分母变为0

    @AfterThrowing(value="execution(public int com.gong.spring.aop.impl.Calculator.*(..))",
            throwing="ex")
    public void afterThrowing(JoinPoint joinPoint,Exception ex) {
        String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
        System.out.println(methodName+" occurs exception:"+ex);
    }

输出：

5.环绕通知

    @Around(value="execution(public int com.gong.spring.aop.impl.Calculator.*(..))")
    public Object aroundMethod(ProceedingJoinPoint pjd) {
        Object result = null;
        String methodName = pjd.getSignature().getName();
        //执行目标方法
        try {
            //前置通知
            System.out.println(methodName+" begin with "+Arrays.asList(pjd.getArgs()));
            //执行目标方法
            result = pjd.proceed();
            //后置通知
            System.out.println("在aroundMethod中得到值："+result);
        } catch (Throwable e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            //异常通知
            System.out.println("the method occurs exception：" + e);
            throw new RuntimeException(e);
        }
        //后置通知
        System.out.println(methodName+" end with "+Arrays.asList(pjd.getArgs()));
        return result;
    }

输出：

当然，在环绕通知中也能狗处理异常。 

AOP的好处：

（1）每个事物逻辑位于一个位置，代码不分散，便于维护和升级；

（2）业务模块更简洁，只包含核心业务代码；