Java EE学习笔记（三）

Spring AOP

1、Spring AOP简介

1)、AOP的全称是Aspect-Oriented Programming，即面向切面编程（也称面向方面编程）。它是面向对象编程（OOP）的一种补充，目前已成为一种比较成熟的编程方式。

2)、AOP采取横向抽取机制，将分散在各个方法中的重复代码提取出来，然后在程序编译或运行时，再将这些提取出来的代码应用到需要执行的地方。这种采用横向抽取机制的方式，采用传统的OOP思想显然是无法办到的，因为OOP只能实现父子关系的纵向的重用（纵向继承体系重复性代码）。虽然AOP是一种新的编程思想，但却不是OOP的替代品，它只是OOP的延伸和补充。 经典应用：事务管理。实现原理：AOP底层将采用代理机制进行实现。

3)、类与切面的关系：

AOP的使用，使开发人员在编写业务逻辑时可以专心于核心业务，而不用过多的关注于其他业务逻辑的实现，这不但提高了开发效率，而且增强了代码的可维护性。

4)、目前最流行的AOP框架有2个：Spring AOP和AspectJ（一个基于Java语言的AOP框架）。

5)、AOP术语：Aspect、Joinpoint、Pointcut、Advice、Target Object、Proxy和Weaving。

a)、Aspect（切面，切入点和通知的结合）：该类要被Spring容器识别为切面，需要在配置文件中通过<bean>元素指定。

b)、Joinpoint（连接点，即那些可能被拦截到的方法）：实际上是对象的一个操作，例如方法的调用或异常的抛出。在Spring AOP中，连接点就是指方法的调用。

c)、Pointcut（切入点，已被增强的连接点，是连接点的子集）：通常在程序中，切入点指的是类或者方法名，如某个通知要应用到所有以add开头的方法中，那么所有满足这一规则的方法都是切入点。

d)、Advice（通知/增强处理，增强代码，例如：before、after等）：AOP框架在特定的切入点执行增强处理，即在定义好的切入点处所要执行的程序代码。可以将其理解为切面类中的方法，它是切面的具体实现。

e)、Target Object（目标对象，需要被代理的类）：是指所有被通知的对象，也称为被增强对象。如果AOP框架采用的是动态的AOP实现，那么该对象就是一个被代理对象。

f)、Proxy（代理）：将通知应用到目标对象之后，被动态创建的对象。

g)、Weaving（织入）：将切面代码（增强advice应用到）插入到目标对象target上，从而生成代理对象的过程。

2、动态代理

1)、JDK动态代理（实现接口的代理方式）

a)、JDK动态代理是通过java.lang.reflect.Proxy 类来实现的，我们可以调用Proxy类的newProxyInstance()方法来创建代理对象。对于使用业务接口的类，Spring默认会使用JDK动态代理来实现AOP。

b)、src->com.itheima.jdk

①UserDao.java

package com.itheima.jdk;

public interface UserDao {
    public void addUser(); // 添加方法
    public void deleteUser(); // 删除方法
}

②目标类：UserDaoImpl.java（接口的实现类、即切入点）

package com.itheima.jdk;

public class UserDaoImpl implements UserDao {
    // 本案例中会将实现类UserDaoImpl作为     目标类     ，对其中的方法进行增强处理
    
    public void addUser() {
        System.out.println("添加用户");
    }

    public void deleteUser() {
        System.out.println("删除用户");
    }
}

c)、src->com.itheima.aspect

③切面类：MyAspect.java（存放多个通知advice，即在切入点处增强）

package com.itheima.aspect;

// 切面类：可以存在多个通知Advice（即增强方法）
public class MyAspect {
    // 切面类中的这2个方法就是通知
    public void check_Permissions() { 
        System.out.println("模拟检查权限..."); 
    } 
    public void log() {
        System.out.println("模拟记录日志...");
    }
}

d)、src->com.itheima.jdk

④代理类：JdkProxy.java（编写工厂生成代理）

package com.itheima.jdk;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import com.itheima.aspect.MyAspect;
/**
 * JDK代理类
 */
public class JdkProxy implements InvocationHandler{ // 需要实现InvocationHandler接口，并编写代理方法
    // 1、声明目标类接口对象userDao
    private UserDao userDao;
    
    // 2、创建代理方法
    public  Object createProxy(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
        
        // 1)、类加载器：当前类名.class.getClassLoader();
        //         目标类实例.getClass().getClassLoader();
        ClassLoader classLoader = JdkProxy.class.getClassLoader();
        
        // 2)、被代理对象实现的所有接口
        Class[] clazz = userDao.getClass().getInterfaces();
        
        // 3)、使用代理类，进行增强，返回的是代理后的对象
        return  Proxy.newProxyInstance(classLoader,clazz,this);
        /* 参数1：classLoader（当前类的类加载器）：动态代理类，运行时创建，任何类都需要类加载器将其加载到内存
         * 参数2：interfaces：被代理对象需要实现的所有接口
         *         方式1：目标类实例.getClass().getInterfaces(); 注意：只能获得自己的接口，不能获得父类接口
         *         方式2：new Class[]{UserDao.class}
         * 参数3：InvocationHandler 处理类（接口），必须进行实现类，一般采用匿名内部类，this就是JdkProxy本身
         */
    }
    /*
     * 所有动态代理类的方法调用，都会交由invoke()方法去处理，执行一次方法，则调用一次invoke()方法
     * proxy： 被代理后的对象 this
     * method： 将要被执行的方法信息（反射） 
     * args： 执行方法时需要的参数
     */
    @Override   // 实现了接口中的invoke()方法
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        // 1、声明切面（通知）
        MyAspect myAspect = new MyAspect();
        
        // 2、前增强（目标类）
        myAspect.check_Permissions();
        
        // 3、在目标类上调用方法，并传入参数， method.invoke(目标类对象, 方法实际参数);
        Object obj = method.invoke(userDao, args);
        
        // 4、后增强（目标类）
        myAspect.log();
        
        return obj;
    }
}

⑤测试类：JdkTest.java

package com.itheima.jdk;
public class JdkTest{
    public static void main(String[] args) {
        // 1、创建代理对象
        JdkProxy jdkProxy = new JdkProxy();
        
         // 2、创建目标对象
        UserDao userDao= new UserDaoImpl();
        
        // 3、从代理对象中获取增强后的目标对象
        UserDao userDao1 = (UserDao) jdkProxy.createProxy(userDao);
        
        // 4、执行方法
        userDao1.addUser();
        userDao1.deleteUser();
    }
}

⑥运行结果：

2)、CGLIB代理

a)、如果想代理没有实现接口的类，那么可以使用CGLIB代理。使用动态代理的对象必须实现一个或多个接口。

b)、CGLIB（Code Generation Library）是一个高性能开源的代码生成包，它采用非常底层的字节码技术，对指定的目标类生成一个子类，并对子类进行增强。

c)、src->com.itheima.cglib

①UserDao.java

package com.itheima.cglib;
//目标类：UserDao 
public class UserDao {
    public void addUser() {
        System.out.println("添加用户");
    }
    public void deleteUser() {
        System.out.println("删除用户");
    }
}

②代理类：CglibProxy.java

package com.itheima.cglib;
import java.lang.reflect.Method;
import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;
import com.itheima.aspect.MyAspect;

// 代理类CglibProxy
public class CglibProxy implements MethodInterceptor{ // 需要实现MethodInterceptor接口，并实现接口中的intercept方法
    // 代理方法
    public  Object createProxy(Object target) {
        // 1、创建一个动态类对象，它是CGLIB的核心类
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        
        // 2、确定需要增强的类，设置其父类CglibProxy
        enhancer.setSuperclass(target.getClass());
        
        // 3、添加回调函数，this就是代理类
        enhancer.setCallback(this);
        
        // 4、返回创建的代理类
        return enhancer.create();
    }
    /**
     * proxy CGlib根据指定父类生成的代理对象
     * method 拦截的方法
     * args 拦截方法的参数数组
     * methodProxy 方法的代理对象，用于执行父类的方法 
     */
    
    @Override
    public Object intercept(Object proxy, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
         // 1、创建切面类对象（通知）
        MyAspect myAspect = new MyAspect();
        
        // 2、前增强（目标类）
        myAspect.check_Permissions();
        
        // 3、目标方法执行
        Object obj = methodProxy.invokeSuper(proxy, args);
        
        // 4、后增强（目标类）
        myAspect.log();    
        return obj;
    }
}

③测试类：CglibTest.java

package com.itheima.cglib;
// 测试类
public class CglibTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 1、创建代理对象
        CglibProxy cglibProxy = new CglibProxy();
        
        // 2、创建目标对象
        UserDao userDao = new UserDao();
        
        // 3、获取增强后的目标对象
        UserDao userDao1 = (UserDao)cglibProxy.createProxy(userDao);
        
        // 4、执行方法
        userDao1.addUser();
        userDao1.deleteUser();
    }
}

④运行结果：

 3、基于代理类的AOP实现

1)、ProxyFactoryBean是FactoryBean接口的实现类，FactoryBean负责实例化一个Bean，而ProxyFactoryBean负责为其他Bean创建代理实例。在Spring中，使用ProxyFactoryBean是创建AOP代理的最基本方式。

2)、Spring的通知类型：Spring按照通知在目标类方法的连接点位置，可以分为5种类型，具体如下：

org.springframework.aop.MethodBeforeAdvice（前置通知）
在目标方法执行前实施增强，可以应用于权限管理等功能。
org.springframework.aop.AfterReturningAdvice（后置通知）
在目标方法执行后实施增强，可以应用于关闭流、上传文件、删除临时文件等功能。
org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor（环绕通知）
在目标方法执行前后实施增强，可以应用于日志、事务管理等功能。
org.springframework.aop.ThrowsAdvice（异常抛出通知）
在方法抛出异常后实施增强，可以应用于处理异常记录日志等功能。
org.springframework.aop.IntroductionInterceptor（引介通知）
在目标类中添加一些新的方法和属性，可以应用于修改老版本程序。

3)、ProxyFactoryBean类中的常用可配置属性如下：

4)、src->com.itheima.factorybean

①切面类：MyAspect.java

package com.itheima.factorybean;
import org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor;
import org.aopalliance.intercept.MethodInvocation;
// 切面类MyAspect
public class MyAspect implements MethodInterceptor { // 实现该接口，并且实现接口中的invoke()方法
    
    @Override
    public Object invoke(MethodInvocation mi) throws Throwable {
        
        check_Permissions();
        // 执行目标方法
        Object obj = mi.proceed();
        log();
        return obj;
    }
    public void check_Permissions(){ // 以下2个是增强的方法，也就是通知
        System.out.println("模拟检查权限...");
    }
    public void log(){
        System.out.println("模拟记录日志...");
    }
}

②配置文件：applicationContext.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans 
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.3.xsd">

    <!-- 1、 目标类 -->
    <bean id="userDao" class="com.itheima.jdk.UserDaoImpl" />
    
    <!-- 2、 切面类 --> 
    <bean id="myAspect" class="com.itheima.factorybean.MyAspect" />
    
    <!-- 3、使用Spring代理工厂定义一个名称为userDaoProxy的代理对象 -->
    <bean id="userDaoProxy" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
    
        <!-- 3.1 、指定代理实现的接口-->
        <property name="proxyInterfaces" value="com.itheima.jdk.UserDao" />
        
        <!-- 3.2 、指定目标对象 -->
        <property name="target" ref="userDao" />
        
        <!-- 3.3 、指定切面,织入环绕通知 -->
        <property name="interceptorNames" value="myAspect" />
        
        <!-- 3.4 指定代理方式，true：使用cglib，false(默认)：使用jdk动态代理 -->
        <property name="proxyTargetClass" value="true" />
    </bean>
</beans>

③测试类：ProxyFactoryBeanTest.java

package com.itheima.factorybean;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
import com.itheima.jdk.UserDao;
// 测试类
public class ProxyFactoryBeanTest {
    public static void main(String args[]) {
       String xmlPath = "com/itheima/factorybean/applicationContext.xml";
       ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext(xmlPath);
       // 从Spring容器获得内容
       UserDao userDao = (UserDao) applicationContext.getBean("userDaoProxy");
       // 执行方法
       userDao.addUser();
       userDao.deleteUser();
    }
}

④运行结果：

4、AspectJ开发

1)、使用AspectJ实现AOP有两种方式：一种是基于XML的声明式AspectJ，另一种是基于注解的声明式AspectJ。

2)、基于XML的声明式AspectJ

a)、基于XML的声明式AspectJ是指通过XML文件来定义切面、切入点及通知，所有的切面、切入点和通知都必须定义在<aop:config>元素内。

b)、<aop:config>元素及其子元素如下：

 

c)、XML文件中常用元素的配置方式如下：

<!--定义切面Bean -->
    <bean id="myAspect" class="com.itheima.aspectj.xml.MyAspect" /> 
        <aop:config>
            <!-- 配置切面 -->
            <aop:aspect  id="aspect" ref="myAspect"> 
            <!-- 配置切入点 -->
            <aop:pointcut expression="execution(* com.itheima.jdk.*.*(..))“ id="myPointCut" />
            <aop:before method="myBefore" pointcut-ref="myPointCut" />
            <aop:after-returning method="myAfterReturning“ pointcut-ref="myPointCut" returning="returnVal" />
            <aop:around method="myAround" pointcut-ref="myPointCut" />
            <aop:after-throwing method="myAfterThrowing“ pointcut-ref="myPointCut" throwing="e" />
            <aop:after method="myAfter" pointcut-ref="myPointCut" />
        </aop:aspect>
     </aop:config>

d)、配置切面：在Spring的配置文件中，配置切面使用的是<aop:aspect>元素，该元素会将一个已定义好的Spring Bean转换成切面Bean，所以要在配置文件中先定义一个普通的Spring Bean（如myAspect）。配置<aop:aspect>元素时，通常会指定id和ref两个属性：

e)、配置切入点：当<aop:pointcut>元素作为<aop:config>元素的子元素定义时，表示该切入点是全局切入点，它可被多个切面所共享；当<aop:pointcut>元素作为<aop:aspect>元素的子元素时，表示该切入点只对当前切面有效。在定义<aop:pointcut>元素时，通常会指定id和expression两个属性：

f)、切入点表达式：execution(* com.itheima.jdk.*.*(..)) 是定义的切入点表达式，该切入点表达式的意思是匹配com.itheima.jdk包中任意类的任意方法的执行。

其中execution()是表达式的主体，第1个*表示的是返回类型，使用*代表所有类型；com.itheima.jdk表示的是需要拦截的包名，后面第2个*表示的是类名，使用*代表所有的类；第3个*表示的是方法名，使用*表示所有方法；后面(..)表示方法的参数，其中的".."表示任意参数。注意：第1个*与包名之间有一个空格。

g)、切入点表达式的基本格式：

execution(modifiers-pattern? ret-type-pattern declaring-type-pattern? name-pattern(param-pattern) throws-pattern?)

带有问号（？）的部分表示可配置项，而其他部分属于必须配置项。

h)、配置通知：使用<aop:aspect>的子元素可以配置5种常用通知，这5个子元素不支持使用子元素，但在使用时可以指定一些属性，其常用属性及其描述如下：

i)、src->com.itheima.aspectj.xml

①切面类：MyAspect.java

package com.itheima.aspectj.xml;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
/**
 *切面类，在此类中编写通知
 */
public class MyAspect {
    // 前置通知
    public void myBefore(JoinPoint joinPoint) { //使用JoinPoint接口及其子接口ProceedingJoinPoint
        System.out.print("前置通知 ：模拟执行权限检查...,");
        System.out.print("目标类是："+joinPoint.getTarget() );
        System.out.println(",被织入增强处理的目标方法为："+joinPoint.getSignature().getName());
    }
    // 后置通知
    public void myAfterReturning(JoinPoint joinPoint) {
        System.out.print("后置通知：模拟记录日志...," );
        System.out.println("被织入增强处理的目标方法为：" + joinPoint.getSignature().getName());
    }
    /**
     * 环绕通知
     * ProceedingJoinPoint 是JoinPoint子接口，表示可以执行目标方法
     * 1.必须是Object类型的返回值
     * 2.必须接收一个参数，类型为ProceedingJoinPoint
     * 3.必须throws Throwable
     */
    public Object myAround(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint) throws Throwable {
        // 开始
        System.out.println("环绕开始：执行目标方法之前，模拟开启事务...");
        // 执行当前目标方法
        Object obj = proceedingJoinPoint.proceed();
        // 结束
        System.out.println("环绕结束：执行目标方法之后，模拟关闭事务...");
        return obj;
    }
    // 异常通知
    public void myAfterThrowing(JoinPoint joinPoint, Throwable e) {
        System.out.println("异常通知：" + "出错了" + e.getMessage());
    }
    // 最终通知
    public void myAfter() {
        System.out.println("最终通知：模拟方法结束后的释放资源...");
    }
}

②配置文件：applicationContext.xml

<?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"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans 
                    http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.3.xsd
                    http://www.springframework.org/schema/aop 
                    http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-4.3.xsd">
    <!-- 1 、目标类 -->
    <bean id="userDao" class="com.itheima.jdk.UserDaoImpl" />
    
    <!-- 2 、切面 -->
    <bean id="myAspect" class="com.itheima.aspectj.xml.MyAspect" />
    
    <!-- 3 、aop编程 -->
    <aop:config>
        <!-- 配置切面 -->
        <aop:aspect ref="myAspect">
          <!-- 3.1 、配置切入点，通知最后增强哪些方法 -->
          <aop:pointcut expression="execution(* com.itheima.jdk.*.*(..))" id="myPointCut" />
          
            <!-- 3.2 、关联通知Advice和切入点pointCut -->
            <!-- 3.2.1 、前置通知 -->
            <aop:before method="myBefore" pointcut-ref="myPointCut" />
            
            <!-- 3.2.2 后置通知,在方法返回之后执行，就可以获得返回值
             returning属性：用于设置后置通知的第二个参数的名称,类型是Object 
             -->
            <aop:after-returning method="myAfterReturning"
                pointcut-ref="myPointCut" returning="returnVal" />
                
            <!-- 3.2.3 环绕通知 -->
            <aop:around method="myAround" pointcut-ref="myPointCut" />
            
            <!-- 3.2.4 抛出通知：用于处理程序发生异常-->
            <!-- * 注意：如果程序没有异常，将不会执行增强 -->
            <!-- * throwing属性：用于设置通知第二个参数的名称，类型Throwable -->
            <aop:after-throwing method="myAfterThrowing"
                pointcut-ref="myPointCut" throwing="e" />
                
            <!-- 3.2.5 最终通知：无论程序发生任何事情，都将执行 -->
            <aop:after method="myAfter" pointcut-ref="myPointCut" />
        </aop:aspect>
    </aop:config>
</beans>

③测试类：TestXmlAspectj.java

package com.itheima.aspectj.xml;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
import com.itheima.jdk.UserDao;
// 测试类
public class TestXmlAspectj {
    public static void main(String args[]) {
        String xmlPath = "com/itheima/aspectj/xml/applicationContext.xml";
        ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext(xmlPath);
        // 1 、从spring容器获得内容
        UserDao userDao = (UserDao) applicationContext.getBean("userDao");
        // 2、 执行方法
        userDao.addUser();
    }
}

④运行结果：

3)、基于注解的声明式AspectJ

a)、AspectJ框架为AOP的实现提供了一套注解，用以取代Spring配置文件中为实现AOP功能所配置的臃肿代码。AspectJ的注解及其描述如下所示：

b)、src->com.itheima.aspectj.annotation