spring-ioc-aop 详解

java spring ioc aop
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IOC

​ Ioc—Inversion of Control，即“控制反转”，不是什么技术，而是一种设计思想。在Java开发中，Ioc意味着将你设计好的对象交给容器控制，而不是传统的在你的对象内部直接控制。

​ 控制反转是通过依赖注入实现的，其实它们是同一个概念的不同角度描述。通俗来说就是IoC是设计思想，DI是实现方式。

Ioc 配置的三种方式

xml 配置

顾名思义，就是将bean的信息配置.xml文件里，通过Spring加载文件为我们创建bean。这种方式出现很多早前的SSM项目中，将第三方类库或者一些配置工具类都以这种方式进行配置，主要原因是由于第三方类不支持Spring注解。

  • 优点： 可以使用于任何场景，结构清晰，通俗易懂
  • 缺点： 配置繁琐，不易维护，枯燥无味，扩展性差

举例：

  1. 配置xx.xml文件
  2. 声明命名空间和配置bean
著作权归https://pdai.tech所有。
<?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.xsd">
    <!-- services -->
    <bean id="userService" class="tech.pdai.springframework.service.UserServiceImpl">
        <property name="userDao" ref="userDao"/>
        <!-- additional collaborators and configuration for this bean go here -->
    </bean>
    <!-- more bean definitions for services go here -->
</beans>

Java 配置

将类的创建交给我们配置的JavcConfig类来完成，Spring只负责维护和管理，采用纯Java创建方式。其本质上就是把在XML上的配置声明转移到Java配置类中

注解配置

通过在类上加注解的方式，来声明一个类交给Spring管理，Spring会自动扫描带有@Component，@Controller，@Service，@Repository这四个注解的类，然后帮我们创建并管理，前提是需要先配置Spring的注解扫描器。

  • 优点：开发便捷，通俗易懂，方便维护。
  • 缺点：具有局限性，对于一些第三方资源，无法添加注解。只能采用XML或JavaConfig的方式配置
@Service
public class UserServiceImpl {


    @Autowired
    private UserDaoImpl userDao;

    public List<User> findUserList() {
        return userDao.findUserList();
    }

}

依赖注入的三种方式

setter方式

  • 在XML配置方式中，property都是setter方式注入，比如下面的xml:
<bean id="userService" class="tech.pdai.springframework.service.UserServiceImpl">
        <property name="userDao" ref="userDao"/>
        <!-- additional collaborators and configuration for this bean go here -->
</bean>

本质上包含两步：

  1. 第一步，需要new UserServiceImpl()创建对象, 所以需要默认构造函数
  2. 第二步，调用setUserDao()函数注入userDao的值, 所以需要setUserDao()函数

所以对应的service类是这样的：

/**
 * @author pdai
 */
public class UserServiceImpl {

    /**
     * user dao impl.
     */
    private UserDaoImpl userDao;

    /**
     * find user list.
     *
     * @return user list
     */
    public List<User> findUserList() {
        return this.userDao.findUserList();
    }

    /**
     * set dao.
     *
     * @param userDao user dao
     */
    @Autowired
    public void setUserDao(UserDaoImpl userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }
}
  • 在注解和Java配置方式下
@Service
public class UserServiceImpl {


    private final UserDaoImpl userDao;

	
    @Autowired // 这里@Autowired也可以省略
    public UserServiceImpl(final UserDaoImpl userDaoImpl) {
        this.userDao = userDaoImpl;
    }

    public List<User> findUserList() {
        return this.userDao.findUserList();
    }

}

构造函数(推荐)

构造器注入的方式能够保证注入的组件不可变，并且确保需要的依赖不为空。此外，构造器注入的依赖总是能够在返回客户端（组件）代码的时候保证完全初始化的状态。

依赖不可变：其实说的就是final关键字。

依赖不为空（省去了我们对其检查）：当要实例化UserServiceImpl的时候，由于自己实现了有参数的构造函数，所以不会调用默认构造函数，那么就需要Spring容器传入所需要的参数，所以就两种情况：1、有该类型的参数->传入，OK 。2：无该类型的参数->报错。

完全初始化的状态：这个可以跟上面的依赖不为空结合起来，向构造器传参之前，要确保注入的内容不为空，那么肯定要调用依赖组件的构造方法完成实例化。而在Java类加载实例化的过程中，构造方法是最后一步（之前如果有父类先初始化父类，然后自己的成员变量，最后才是构造方法），所以返回来的都是初始化之后的状态。

  • 在XML配置方式中，<constructor-arg>是通过构造函数参数注入，比如下面的xml
<bean id="userService" class="tech.pdai.springframework.service.UserServiceImpl">
     <constructor-arg name="userDao" ref="userDao"/>
    
</bean>

本质上是new UserServiceImpl(userDao)创建对象

  • 在注解和Java配置方式下
@Service
public class UserServiceImpl {

    private final UserDaoImpl userDao;


    @Autowired // 这里@Autowired也可以省略
    public UserServiceImpl(final UserDaoImpl userDaoImpl) {
        this.userDao = userDaoImpl;
    }

    public List<User> findUserList() {
        return this.userDao.findUserList();
    }

}

注解注入(属性注入)

以@Autowired（自动注入）注解注入为例，修饰符有三个属性：Constructor，byType，byName。默认按照byType注入。

  • constructor：通过构造方法进行自动注入，spring会匹配与构造方法参数类型一致的bean进行注入，如果有一个多参数的构造方法，一个只有一个参数的构造方法，在容器中查找到多个匹配多参数构造方法的bean，那么spring会优先将bean注入到多参数的构造方法中。
  • byName：被注入bean的id名必须与set方法后半截匹配，并且id名称的第一个单词首字母必须小写，这一点与手动set注入有点不同。
  • byType：查找所有的set方法，将符合符合参数类型的bean注入。
@Service
public class UserServiceImpl {

    @Autowired
    private UserDaoImpl userDao;

    public List<User> findUserList() {
        return userDao.findUserList();
    }

}

DI 注解

@Autowired

@Target(ElementType.CONSTRUCTOR) #构造函数
@Target(ElementType.METHOD) #方法
@Target(ElementType.PARAMETER) #方法参数
@Target(ElementType.FIELD) #字段、枚举的常量
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE) #注解

1、@Autowired是Spring自带的注解，通过AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 类实现的依赖注入

2、@Autowired可以作用在CONSTRUCTOR、METHOD、PARAMETER、FIELD、ANNOTATION_TYPE

3、@Autowired**默认是根据类型（byType ）**进行自动装配的

4、如果有多个类型一样的Bean候选者，需要指定按照名称**（byName ）进行装配，则需要配合@Qualifier。**

指定名称后，如果Spring IOC容器中没有对应的组件bean抛出NoSuchBeanDefinitionException。也可以将@Autowired中required配置为false，如果配置为false之后，当没有找到相应bean的时候，系统不会抛异常

@Resource

@Target(ElementType.TYPE) #接口、类、枚举、注解
@Target(ElementType.FIELD) #字段、枚举的常量
@Target(ElementType.METHOD) #方法

1、@Resource是JSR250规范的实现，在javax.annotation包下

2、@Resource可以作用TYPE、FIELD、METHOD上

3、@Resource是默认根据属性名称进行自动装配的，如果有多个类型一样的Bean候选者，则可以通过name进行指定进行注入

AOP

Spring 框架通过定义切面, 通过拦截切点实现了不同业务模块的解耦，这个就叫面向切面编程 - Aspect Oriented Programming (AOP)

AOP最早是AOP联盟的组织提出的,指定的一套规范,spring将AOP的思想引入框架之中,通过预编译方式和运行期间动态代理实现程序的统一维护的一种技术,

spring-framework-aop-003

AOP术语

连接点（Jointpoint）：表示需要在程序中插入横切关注点的扩展点，连接点可能是类初始化、方法执行、方法调用、字段调用或处理异常等等，Spring只支持方法执行连接点，在AOP中表示为在哪里干；

切入点（Pointcut）： 选择一组相关连接点的模式，即可以认为连接点的集合，Spring支持perl5正则表达式和AspectJ切入点模式，Spring默认使用AspectJ语法，在AOP中表示为在哪里干的集合；

通知（Advice）：在连接点上执行的行为，通知提供了在AOP中需要在切入点所选择的连接点处进行扩展现有行为的手段；包括前置通知（before advice）、后置通知(after advice)、环绕通知（around advice），在Spring中通过代理模式实现AOP，并通过拦截器模式以环绕连接点的拦截器链织入通知；在AOP中表示为干什么；

方面/切面（Aspect）：横切关注点的模块化，比如上边提到的日志组件。可以认为是通知、引入和切入点的组合；在Spring中可以使用Schema和@AspectJ方式进行组织实现；在AOP中表示为在哪干和干什么集合；

引入（inter-type declaration）：也称为内部类型声明，为已有的类添加额外新的字段或方法，Spring允许引入新的接口（必须对应一个实现）到所有被代理对象（目标对象）, 在AOP中表示为干什么（引入什么）；

目标对象（Target Object）：需要被织入横切关注点的对象，即该对象是切入点选择的对象，需要被通知的对象，从而也可称为被通知对象；由于Spring AOP 通过代理模式实现，从而这个对象永远是被代理对象，在AOP中表示为对谁干；

织入（Weaving）：把切面连接到其它的应用程序类型或者对象上，并创建一个被通知的对象。这些可以在编译时（例如使用AspectJ编译器），类加载时和运行时完成。Spring和其他纯Java AOP框架一样，在运行时完成织入。在AOP中表示为怎么实现的；

AOP代理（AOP Proxy）：AOP框架使用代理模式创建的对象，从而实现在连接点处插入通知（即应用切面），就是通过代理来对目标对象应用切面。在Spring中，AOP代理可以用JDK动态代理或CGLIB代理实现，而通过拦截器模型应用切面。在AOP中表示为怎么实现的一种典型方式；

通知类型

前置通知（Before advice）：在某连接点之前执行的通知，但这个通知不能阻止连接点之前的执行流程（除非它抛出一个异常）。

后置通知（After returning advice）：在某连接点正常完成后执行的通知：例如，一个方法没有抛出任何异常，正常返回。

异常通知（After throwing advice）：在方法抛出异常退出时执行的通知。

最终通知（After (finally) advice）：当某连接点退出的时候执行的通知（不论是正常返回还是异常退出）。

环绕通知（Around Advice）：包围一个连接点的通知，如方法调用。这是最强大的一种通知类型。环绕通知可以在方法调用前后完成自定义的行为。它也会选择是否继续执行连接点或直接返回它自己的返回值或抛出异常来结束执行。

Spring AOP和AspectJ

AspectJ是更强的AOP框架，是实际意义的AOP标准；

AspectJ是一个java实现的AOP框架，它能够对java代码进行AOP编译（一般在编译期进行），让java代码具有AspectJ的AOP功能（当然需要特殊的编译器）可以这样说AspectJ是目前实现AOP框架中最成熟

在Spring 2.0使用了和AspectJ 5一样的注解，并使用AspectJ来做切入点解析和匹配。但是，AOP在运行时仍旧是纯的Spring AOP，并不依赖于AspectJ的编译器或者织入器（weaver）。

AOP的配置方式

Spring AOP 支持对XML模式和基于**@AspectJ注解**的两种配置方式。

XML配置AOP方式

<?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/aop
 http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd
 http://www.springframework.org/schema/context
 http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd
">

    <context:component-scan base-package="tech.pdai.springframework" />

    <aop:aspectj-autoproxy/>

    <!-- 目标类 -->
    <bean id="demoService" class="tech.pdai.springframework.service.AopDemoServiceImpl">
        <!-- configure properties of bean here as normal -->
    </bean>

    <!-- 切面 -->
    <bean id="logAspect" class="tech.pdai.springframework.aspect.LogAspect">
        <!-- configure properties of aspect here as normal -->
    </bean>

    <aop:config>
        <!-- 配置切面 -->
        <aop:aspect ref="logAspect">
            <!-- 配置切入点 -->
            <aop:pointcut id="pointCutMethod" expression="execution(* tech.pdai.springframework.service.*.*(..))"/>
            <!-- 环绕通知 -->
            <aop:around method="doAround" pointcut-ref="pointCutMethod"/>
            <!-- 前置通知 -->
            <aop:before method="doBefore" pointcut-ref="pointCutMethod"/>
            <!-- 后置通知；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="doAfterReturning" pointcut-ref="pointCutMethod" returning="result"/>
            <!-- 异常通知：如果没有异常，将不会执行增强；throwing属性：用于设置通知第二个参数的的名称、类型-->
            <aop:after-throwing method="doAfterThrowing" pointcut-ref="pointCutMethod" throwing="e"/>
            <!-- 最终通知 -->
            <aop:after method="doAfter" pointcut-ref="pointCutMethod"/>
        </aop:aspect>
    </aop:config>

    <!-- more bean definitions for data access objects go here -->
</beans>

AspectJ注解方式

@Aspect 用来定义一个切面。

@pointcut 用于定义切入点表达式。在使用时还需要定义一个包含名字和任意参数的方法签名来表示切入点名称，这个方法签名就是一个返回值为void，且方法体为空的普通方法。

@Before 用于定义前置通知，相当于BeforeAdvice。在使用时，通常需要指定一个value属性值，该属性值用于指定一个切入点表达式(可以是已有的切入点，也可以直接定义切入点表达式)。

@AfterReturning 用于定义后置通知，相当于AfterReturningAdvice。在使用时可以指定pointcut / value和returning属性，其中pointcut / value这两个属性的作用一样，都用于指定切入点表达式。

@Around 用于定义环绕通知，相当于MethodInterceptor。在使用时需要指定一个value属性，该属性用于指定该通知被植入的切入点。

@AfterThrowing 用于定义异常通知来处理程序中未处理的异常，相当于ThrowAdvice。在使用时可指定pointcut / value和throwing属性。其中pointcut/value用于指定切入点表达式，而throwing属性值用于指定-一个形参名来表示Advice方法中可定义与此同名的形参，该形参可用于访问目标方法抛出的异常。

@After 用于定义最终final 通知，不管是否异常，该通知都会执行。使用时需要指定一个value属性，该属性用于指定该通知被植入的切入点。

@DeclareParents 用于定义引介通知，相当于IntroductionInterceptor (不要求掌握)。

Spring AOP的实现方式是动态织入，动态织入的方式是在运行时动态将要增强的代码织入到目标类中，这样往往是通过动态代理技术完成的；如Java JDK的动态代理(Proxy，底层通过反射实现)或者CGLIB的动态代理(底层通过继承实现)，Spring AOP采用的就是基于运行时增强的代理技术。

  • 基于JDK代理
  • 基于Cglib代理
@EnableAspectJAutoProxy
@Component
@Aspect
public class LogAspect {

    /**
     * define point cut.
     */
    @Pointcut("execution(* tech.pdai.springframework.service.*.*(..))")
    private void pointCutMethod() {
    }


    /**
     * 环绕通知.
     *
     * @param pjp pjp
     * @return obj
     * @throws Throwable exception
     */
    @Around("pointCutMethod()")
    public Object doAround(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
        System.out.println("-----------------------");
        System.out.println("环绕通知: 进入方法");
        Object o = pjp.proceed();
        System.out.println("环绕通知: 退出方法");
        return o;
    }

    /**
     * 前置通知.
     */
    @Before("pointCutMethod()")
    public void doBefore() {
        System.out.println("前置通知");
    }


    /**
     * 后置通知.
     *
     * @param result return val
     */
    @AfterReturning(pointcut = "pointCutMethod()", returning = "result")
    public void doAfterReturning(String result) {
        System.out.println("后置通知, 返回值: " + result);
    }

    /**
     * 异常通知.
     *
     * @param e exception
     */
    @AfterThrowing(pointcut = "pointCutMethod()", throwing = "e")
    public void doAfterThrowing(Exception e) {
        System.out.println("异常通知, 异常: " + e.getMessage());
    }

    /**
     * 最终通知.
     */
    @After("pointCutMethod()")
    public void doAfter() {
        System.out.println("最终通知");
    }

}

切入点（pointcut）的申明规则

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

spring-framework-aop-7

ret-type-pattern 返回类型模式, name-pattern名字模式和param-pattern参数模式是必选的， 其它部分都是可选的。使用的最频繁的返回类型模式是 *，它代表了匹配任意的返回类型。

declaring-type-pattern, 一个全限定的类型名将只会匹配返回给定类型的方法。

name-pattern 名字模式匹配的是方法名。 你可以使用*通配符作为所有或者部分命名模式。

param-pattern 参数模式稍微有点复杂：()匹配了一个不接受任何参数的方法， 而**(…)**匹配了一个接受任意数量参数的方法（零或者更多）。 模式()匹配了一个接受一个任何类型的参数的方法。 模式(,String)匹配了一个接受两个参数的方法，第一个可以是任意类型， 第二个则必须是String类型。

此外Spring 支持如下三个逻辑运算符来组合切入点表达式

&&：要求连接点同时匹配两个切入点表达式
||：要求连接点匹配任意个切入点表达式
!:：要求连接点不匹配指定的切入点表达式
  • 例子
// 任意公共方法的执行：
execution（public * *（..））

// 任何一个名字以“set”开始的方法的执行：
execution（* set*（..））

// AccountService接口定义的任意方法的执行：
execution（* com.xyz.service.AccountService.*（..））

// 在service包中定义的任意方法的执行：
execution（* com.xyz.service.*.*（..））

// 在service包或其子包中定义的任意方法的执行：
execution（* com.xyz.service..*.*（..））

// 在service包中的任意连接点（在Spring AOP中只是方法执行）：
within（com.xyz.service.*）

// 在service包或其子包中的任意连接点（在Spring AOP中只是方法执行）：
within（com.xyz.service..*）

// 实现了AccountService接口的代理对象的任意连接点 （在Spring AOP中只是方法执行）：
this（com.xyz.service.AccountService）// 'this'在绑定表单中更加常用

// 实现AccountService接口的目标对象的任意连接点 （在Spring AOP中只是方法执行）：
target（com.xyz.service.AccountService） // 'target'在绑定表单中更加常用

// 任何一个只接受一个参数，并且运行时所传入的参数是Serializable 接口的连接点（在Spring AOP中只是方法执行）
args（java.io.Serializable） // 'args'在绑定表单中更加常用; 请注意在例子中给出的切入点不同于 execution(* *(java.io.Serializable))： args版本只有在动态运行时候传入参数是Serializable时才匹配，而execution版本在方法签名中声明只有一个 Serializable类型的参数时候匹配。

// 目标对象中有一个 @Transactional 注解的任意连接点 （在Spring AOP中只是方法执行）
@target（org.springframework.transaction.annotation.Transactional）// '@target'在绑定表单中更加常用

// 任何一个目标对象声明的类型有一个 @Transactional 注解的连接点 （在Spring AOP中只是方法执行）：
@within（org.springframework.transaction.annotation.Transactional） // '@within'在绑定表单中更加常用

// 任何一个执行的方法有一个 @Transactional 注解的连接点 （在Spring AOP中只是方法执行）
@annotation（org.springframework.transaction.annotation.Transactional） // '@annotation'在绑定表单中更加常用

// 任何一个只接受一个参数，并且运行时所传入的参数类型具有@Classified 注解的连接点（在Spring AOP中只是方法执行）
@args（com.xyz.security.Classified） // '@args'在绑定表单中更加常用

// 任何一个在名为'tradeService'的Spring bean之上的连接点 （在Spring AOP中只是方法执行）
bean（tradeService）

// 任何一个在名字匹配通配符表达式'*Service'的Spring bean之上的连接点 （在Spring AOP中只是方法执行）
bean（*Service）

多种增强通知的顺序

@Order

如果有多个通知想要在同一连接点，Spring AOP遵循跟AspectJ一样的优先规则来确定通知执行的顺序。

可以通过指定优先级来控制执行顺序。 在标准的Spring方法中可以在切面类中实现org.springframework.core.Ordered 接口或者用Order注解做到这一点。在两个切面中， Ordered.getValue()方法返回值（或者注解值）较低的那个有更高的优先级。

Spring AOP 和 AspectJ 区别

在纯 Java 中实现 使用 Java 编程语言的扩展实现
不需要单独的编译过程 除非设置 LTW，否则需要 AspectJ 编译器 (ajc)
只能使用运行时织入 运行时织入不可用。支持编译时、编译后和加载时织入
功能不强-仅支持方法级编织 更强大 - 可以编织字段、方法、构造函数、静态初始值设定项、最终类/方法等…。
只能在由 Spring 容器管理的 bean 上实现 可以在所有域对象上实现
仅支持方法执行切入点 支持所有切入点
代理是由目标对象创建的, 并且切面应用在这些代理上 在执行应用程序之前 (在运行时) 前, 各方面直接在代码中进行织入
比 AspectJ 慢多了 更好的性能
易于学习和应用 相对于 Spring AOP 来说更复杂

本文章参考 https://pdai.tech/
以及部分参考 尚硅谷 https://space.bilibili.com/302417610