Spring之AOP

参见：http://blog.csdn.net/chjttony/article/details/6303141

AOP基本概念：Aspect-Oriented Programming，面向方面编程的简称，Aspect是一种新的模块化机制，用来描述分散在对象、类或方法中的横切关注点(crosscutting concern)，从关注点中分离出横切关注点是面向方面程序设计的核心所在。分离关注点使得解决特定领域问题的代码从业务逻辑中独立出来，业务逻辑的代码中不再含有针对特定领域问题代码的调用，业务逻辑同特定领域问题的关系通过方面来封装、维护，这样原本分散在整个应用程序中的变动就可以很好地管理起来。

AOP与OOP的区别：面向方面编程AOP和面向对象编程OOP在字面上虽然非常类似，但却是面向不同领域的两种设计思想。OOP针对业务处理过程的实体及其属性和行为进行抽象封装，以获得更加清晰高效的逻辑单元划分。而AOP则是针对业务处理过程中的切面进行提取，它所面对的是处理过程中的某个步骤或阶段，以获得逻辑过程中各部分之间低耦合性的隔离效果。

AOP常用的技术以及实现：

常用的AOP技术有：

1、AspectJ：源代码和字节码级别的方面编织器，用户需要使用不同于Java的新语言。

2、AspectWerkz：AOP框架，使用字节码动态编织器和XML配置。

3、JBoss-AOP：基于拦截器和元数据的AOP框架，运行在JBoss应用服务器上。

AOP中使用的一些实现技术有：

1、BCEL：Byte-Code Engineering Library，Java字节码操作类库。

2、Javassist：Java字节码操作类库，JBoss的一个子项目。

面向方面编程（AOP）常用术语：

1、切面Aspect： Aspect 声明类似于 Java 中的类声明，在 Aspect 中会包含着一些切入点Pointcut 以及对切入点进行相应的操作的通知Advice。

2、连接点Join Point：表示在程序中明确定义的点，典型的包括方法调用，对类成员的访问以及异常处理程序块的执行等等，它自身还可以嵌套其它连接点jointpoint。

3、切入点Pointcut：表示一组连接点jointpoint，这些连接点或是通过逻辑关系组合起来，或是通过通配、正则表达式等方式集中起来，它定义了相应的操作处理通知Advice将要发生的地方。

4、通知Advice：Advice 定义了在切入点pointcut 里面定义的程序点具体要做的操作和处理，它通过 before、after 和 around 来区别是在每个切入点之前、之后还是代替执行的代码。

5、目标对象Target：代理的目标对象，即切面要被应用到的目标对象。

6、织入Weave：指将切面应用到目标对象，并导致代理对象创建的过程。

AOP的体系结构：

AOP联盟定义的AOP体系结构如下：

层次3语言和开发环境：基础是指待增加对象或者目标对象；切面通常包括对于基础的增加应用；配置是指AOP体系中提供的配置环境或者编织配置，通过该配置AOP将基础和切面结合起来，从而完成切面对目标对象的编织实现。 

层次2面向方面系统：配置模型，逻辑配置和AOP模型是为上策的语言和开发环境提供支持的，主要功能是将需要增强的目标对象、切面和配置使用AOP的API转换、抽象、封装成面向方面中的逻辑模型。 

层次1底层编织实现模块：主要是将面向方面系统抽象封装的AOP模型编织进待增强的目标对象的实现技术。

通知Advice：Advice通知是AOP联盟定义的一个接口，定义当拦截到连接点做相应的处理操作，为切面增强提供织入接口。在Spring AOP中，通知主要描述Spring AOP围绕方法调用而注入切面的行为，Spring AOP的通知扩展了AOP联盟的通知接口，提供了前置通知BeforeAdvice、后置通知AfterReturnAdvice、最终通知AfterAdvice和例外通知ThrowAdvice等。

1、以一个方法为例，讲解Spring中通知的类型：

public 返回类型 方法名(参数列表){ ——>环绕通知
       方法前处理代码    ——>     前置通知
   try{
       方法具体实现(方法体)…….
       方法后处理代码    ——>     后置通知
   }Catch(异常类型 e){
       异常处理……       ——>     例外通知
   }finally{
      最后处理代理……       ——>     最终通知
   }
}

2、前置通知BeforeAdvice：

前置通知源码如下：

package org.springframework.aop;
import org.aopalliance.aop.Advice;
public interface BeforeAdvice extends Advice {
}

其中Advice是AOP联盟提供的通知接口。

前置通知子接口方法前置通知MethodBeforeAdvice：

在前置通知BeforeAdvice的继承关系中，定义了为代增强目标方法设置的前置增强接口方法前置通知MethodBeforeAdvice，源码如下：

public interface MethodBeforeAdvice extends BeforeAdvice {
    //前置方法通知的回调方法，在目标对象方法被调用之前调用
    //method参数是目标方法的反射对象，args是目标方法的输入参数数组
    void before(Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable;
}

前置方法通知实现类CountingBeforeAdvice：方法前置通知MethodBeforeAdvice接口的实现类比较多，以最简单的CountingBeforeAdvice为例，分析方法前置通知所做的具体操作，CountingBeforeAdvice的源码如下：

public class CountingBeforeAdvice extends MethodCounter implements MethodBeforeAdvice {
    //实现方法前置通知MethodBeforeAdvice接口的方法
    public void before(Method m, Object[] args, Object target) throws Throwable {
    //以目标对象方法作为参数，调用父类MethodCounter的count方法统计方法调用次数
        count(m);
    }
}
CountingBeforeAdvice的父类MethodCounter的源码如下：
public class MethodCounter implements Serializable {
    //方法名—>方法调用次数的map集合，存储方法的调用次数
    private HashMap<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
    //所有方法的总调用次数
    private int allCount;
    //统计方法调用次数，CountingBeforeAdvice的调用入口
    protected void count(Method m) {
        count(m.getName());
    }
    //统计指定名称方法的调用次数
    protected void count(String methodName) {
        //从方法名—>方法调用次数集合中获取指定名称方法的调用次数
        Integer i = map.get(methodName);
	//如果调用次数不为null，则将调用次数加1，如果调用次数为null，则设置调用次数为1
        i = (i != null) ? new Integer(i.intValue() + 1) : new Integer(1);
        //重新设置集合中保存的方法调用次数
        map.put(methodName, i);
        //所有方法总调用次数加1
        ++allCount;
    }
    //获取指定名称方法的调用次数
    public int getCalls(String methodName) {
        Integer i = map.get(methodName);
        return (i != null ? i.intValue() : 0);
    }
    //获取所有方法的总调用次数
    public int getCalls() {
        return allCount;
    }
    public boolean equals(Object other) {
        return (other != null && other.getClass() == this.getClass());
    }
    public int hashCode() {
        return getClass().hashCode();
    }
}

3、最终通知AfterAdvice

最终通知AfterAdvice的源码：

public interface AfterAdvice extends Advice {
}

和前置通知一样，最终通知也是继承了AOP联盟定义的Advice接口。

最终通知的子接口后置通知AfterReturningAdvice： 最终通知的继承体系中，后置通知AfterReturningAdvice接口继承了最终通知接口，源码如下：

public interface AfterReturningAdvice extends AfterAdvice {
    //后置通知的回调方法，在目标方法对象调用结束并成功返回之后调用
    // returnValue参数为目标方法对象的返回值，method参数为目标方法对象，args为
    //目标方法对象的输入参数
    void afterReturning(Object returnValue, Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable;
}

后置通知的实现类CountingAfterReturningAdvice： 后置通知接口AfterReturningAdvice的实现类也比较多，以CountingAfterReturningAdvice类为例，分析后置通知的具体操作：

public class CountingAfterReturningAdvice extends MethodCounter implements AfterReturningAdvice {
    //实现后置通知AfterReturningAdvice的回调方法
    public void afterReturning(Object o, Method m, Object[] args, Object target) throws Throwable {
        //调用父类MethodCounter的count方法，统计方法的调用次数
        count(m);
    }
}

4、例外通知ThrowAdvice

例外通知ThrowAdvice的源码

例外通知ThrowAdvice接口也继承自最终通知AfterAdvice，其源码如下：

public interface ThrowsAdvice extends AfterAdvice {
}

例外通知实现类CountingThrowsAdvice： 例外通知并没有指定需要实现的接口方法，它在抛出异常时被回调，这个回调是AOP利用JDK的反射机制来完成的，以其实现类CountingThrowsAdvice为例分析例外通知的用法，源码如下：

public static class CountingThrowsAdvice extends MethodCounter implements ThrowsAdvice {
        //当抛出IO类型的异常时的回调方法，统计异常被调用的次数
        public void afterThrowing(IOException ex) throws Throwable {
            count(IOException.class.getName());
        }
        //当抛出UncheckedException类型异常时的回调方法，统计异常被调用的次数
        public void afterThrowing(UncheckedException ex) throws Throwable {
            count(UncheckedException.class.getName());
        }
 }

Pointcut切入点：Pointcut切入点决定 通知Advice应该作用于哪个连接点，即通过Pointcut切入点来定义目标对象中需要使用AOP增强的方法集合，这些集合的选取可以按照一定的规则来完成。 Pointcut通常意味着标识方法，这些需要增强的方法可以被某个正则表达式进行标识，或者根据指定方法名进行匹配等。

Pointcut切入点源码：

public interface Pointcut {
    //获取类过滤器
    ClassFilter getClassFilter();
    //获取匹配切入点的方法
    MethodMatcher getMethodMatcher();
    //总匹配的标准切入点实例
    Pointcut TRUE = TruePointcut.INSTANCE;
}

Pointcut接口的实现类JdkRegexpMethodPointcut： 查看Pointcut切入点的继承体系，发现Pointcut切入点的实现类非常的多，如针对注解配置的AnnotationMatchingPointcut、针对正则表达式的JdkRegexpMethodPointcut等等，以JdkRegexpMethodPointcut为例，分析切入点匹配的具体实现，源码如下：

public class JdkRegexpMethodPointcut extends AbstractRegexpMethodPointcut {
    //要编译的正则表达式模式
    private Pattern[] compiledPatterns = new Pattern[0];
    //编译时要排除的正则表达式模式
    private Pattern[] compiledExclusionPatterns = new Pattern[0];
   //将给定的模式字符串数组初始化为编译的正则表达式模式
    protected void initPatternRepresentation(String[] patterns) throws PatternSyntaxException {
        this.compiledPatterns = compilePatterns(patterns);
    }
    //将给定的模式字符串数组初始化为编译时要排除的正则表达式模式
    protected void initExcludedPatternRepresentation(String[] excludedPatterns) throws PatternSyntaxException {
        this.compiledExclusionPatterns = compilePatterns(excludedPatterns);
    }
    //使用正则表达式匹配给定的名称
    protected boolean matches(String pattern, int patternIndex) {
        Matcher matcher = this.compiledPatterns[patternIndex].matcher(pattern);
        return matcher.matches();
    }
    //使用要排除的正则表达式匹配给定的名称
    protected boolean matchesExclusion(String candidate, int patternIndex) {
        Matcher matcher = this.compiledExclusionPatterns[patternIndex].matcher(candidate);
        return matcher.matches();
    }
    //将给定的字符串数组编译为正则表达的模式
    private Pattern[] compilePatterns(String[] source) throws PatternSyntaxException {
        Pattern[] destination = new Pattern[source.length];
        for (int i = 0; i < source.length; i++) {
            destination[i] = Pattern.compile(source[i]);
        }
        return destination;
    }
}

从上面的源码分析中，我们可以看到，最简单的使用正则表达式匹配的Pointcut切入点基本功能就是根据正则表达式判断方法名等是否匹配。

Advisor通知器

当完成对目标对象方法的增强行为操作(Advice)和切入点Point的设计开发之后，需要一个对象将目标对象、增强行为和切入点三者结合起来，通知器Advisor就是一个实现这个功能的对象，即通过Advisor通知器，可以定义那些目标对象的那些方法在什么地方使用这些增加的行为。

Advisor通知器： Advisor通知器的源码如下：

public interface Advisor {
    //获取切面的通知Advice
    Advice getAdvice();
    //判断这个通知是否和某个特定的实例对象相关
    boolean isPerInstance();
}

Advisor通知器的实现类DefaultPointcutAdvisor： 查看Advisor通知器的继承体系，发现Advisor的实现类很多，以最常用的DefaultPointcutAdvisor为例，分析通知器的工作原理。 a. DefaultPointcutAdvisor源码如下：

public class DefaultPointcutAdvisor extends AbstractGenericPointcutAdvisor implements Serializable {
    //默认切入点
    //Pointcut.TRUE在切入点中的定义为：Pointcut TRUE = TruePointcut.INSTANCE;
    private Pointcut pointcut = Pointcut.TRUE;
    //无参构造方法，创建一个空的通知器
    public DefaultPointcutAdvisor() {
    }
    //创建一个匹配所有方法的通知器
    public DefaultPointcutAdvisor(Advice advice) {
        this(Pointcut.TRUE, advice);
    }
    //创建一个指定切入点和通知的通知器
    public DefaultPointcutAdvisor(Pointcut pointcut, Advice advice) {
        this.pointcut = pointcut;
        setAdvice(advice);
    }
    //为通知设置切入点
    public void setPointcut(Pointcut pointcut) {
        this.pointcut = (pointcut != null ? pointcut : Pointcut.TRUE);
    }
    //获取切入点
    public Pointcut getPointcut() {
        return this.pointcut;
    }
    public String toString() {
        return getClass().getName() + ": pointcut [" + getPointcut() + "]; advice [" + getAdvice() + "]";
    }
}

上述源码中，通知器的默认切入点是Pointcut.TRUE，Pointcut.TRUE在切入点中的定义为：Pointcut TRUE = TruePointcut.INSTANCE;

TruePointcut： TruePointcut作用通知器默认的切入点，其主要功能是配置默认的类过滤器和方法匹配器，即定义Spring AOP对于哪些类的哪些方法其作用，源码如下：

class TruePointcut implements Pointcut, Serializable {
    //INSTANCE是TruePointcut类的一个常量单件，即整个应用中只有这个一个，
    //不会创建第二个实例对象，确保该实例对象的唯一性，单态模型
    public static final TruePointcut INSTANCE = new TruePointcut();
    //单态模式构造方法
    private TruePointcut() {
    }
    //获取切入点的类过滤器
    public ClassFilter getClassFilter() {
        return ClassFilter.TRUE;
    }
    //获取切入点的方法匹配器
    public MethodMatcher getMethodMatcher() {
        return MethodMatcher.TRUE;
    }
    //获取单态模式对象的方法
    private Object readResolve() {
        return INSTANCE;
    }
    public String toString() {
        return "Pointcut.TRUE";
    }
}

从TruePointcut的源码我们看到，切入点使用TrueClassFilter作为类过滤器，匹配任意的类，使用TrueMethodMatcher作为方法匹配器，匹配任意的方法。下面我们继续分析TrueClassFilter类过滤器和TrueMethodMatcher方法匹配器。

TrueClassFilter： TrueClassFilter作为默认切入点的默认类过滤器，主要告诉切入点对哪些类进行增强，源码如下：

class TrueClassFilter implements ClassFilter, Serializable {
    //单态模式
    public static final TrueClassFilter INSTANCE = new TrueClassFilter();
    //单态模式的构造方法
    private TrueClassFilter() {
    }
    //切入点过滤匹配类的方法，默认对所有的类都增强
    public boolean matches(Class clazz) {
        return true;
    }
    //获取单态模式对象的方法
    private Object readResolve() {
        return INSTANCE;
    }
    public String toString() {
        return "ClassFilter.TRUE";
    }
}

  TrueMethodMatcher: TrueMethodMatcher作为默认切入点的默认方法匹配器，主要告诉切入点对哪些方法进行增强，源码如下：

class TrueMethodMatcher implements MethodMatcher, Serializable {
    //单态模式
    public static final TrueMethodMatcher INSTANCE = new TrueMethodMatcher();
    //单态模式构造方法
    private TrueMethodMatcher() {
    }
    //不支持运行时调用
    public boolean isRuntime() {
        return false;
    }
    //切入点匹配方法时调用，默认匹配所有的方法
    public boolean matches(Method method, Class targetClass) {
        return true;
    }
    //运行时调用将抛出异常
    public boolean matches(Method method, Class targetClass, Object[] args) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    //获取单态模式对象的方法
    private Object readResolve() {
        return INSTANCE;
    }
    public String toString() {
        return "MethodMatcher.TRUE";
    }
}

从上面方法匹配器的源码，我们可以看出，切入点对方法进行匹配时不支持运行时的匹配，如果在运行时进行匹配将抛出异常。