原来理解 AOP 可以这么简单
作为一名Java后端开发,AOP这个牛皮哄哄的名词一定听过、用过;但是对于刚入行的新手,甚至部分有几年开发经验的程序员来说,在初次理解它的时候,都会有点点的吃力;因为和我们一开始就接触的面向对象编程(OOP)思想有些出入,加上概念比较的空泛,导致很多人一直以来都有那么点似懂非懂的感觉;(懂了,但只懂了一点点…)
今天,咱就以一个生活中的故事场景,一起来好好理解一下;
在讲故事场景之前,还是得先说一下AOP常用到的一些概念、名词;说在前面,方便一会儿带入场景理解!
什么是AOP?
AOP (Aspect Orient Programming),直译过来就是 面向切面编程。AOP 是一种编程思想,是面向对象编程(OOP)的一种补充。AOP的目的是实现关注点的分离;
就这么不长不短的一句话,可以看出AOP的作用还是非常重要的。但是懵逼也就从这里开始了;
什么是关注点分离?
莫慌!还有更多难理解的呢,慢慢往后面看,到时候一起来解释。
AOP 领域中的特性术语:
- 通知(Advice): AOP 框架中的增强处理。通知描述了切面何时执行以及如何执行增强处理。
- 连接点(join point): 连接点表示应用执行过程中能够插入切面的一个点,这个点可以是方法的调用、异常的抛出。在 Spring AOP 中,连接点总是方法的调用。
- 切点(PointCut): 可以插入增强处理的连接点。
- 切面(Aspect): 切面是通知和切点的结合。
- 引入(Introduction):引入允许我们向现有的类添加新的方法或者属性。
- 织入(Weaving): 将增强处理添加到目标对象中,并创建一个被增强的对象,这个过程就是织入。
好!这些都是官方文档中给到的解释;
AOP的生活场景
AOP不好理解往往就是被上面这几个概念给带到沟里去了;因为实在是太空泛了,第一次看到完全不知道在说什么鬼,这些字全部都认识,可组成的词儿放这里一个都不懂了,下面就以一个生活中的场景来理解一下;
码锅是一个土生土长的农村娃,从记事开始,老家的家人就是吃着山头的一个天然矿泉水,到现在几十年过去了,那股山泉依然在,但是前些年,家里盖房子,换了宅基地,山泉的海拔比新的宅基地低,自然山泉水就无法到家了!
刚刚好的是,国家政策正好扶持发展农村的基础建设,村里面建起了自来水水库,国家出资将水管牵到每家每户;大家免费用水。
可是,免费的东西,大家总是不那么的珍惜,有些家庭常年把水开着,导致自来水严重浪费,想用水的用户用不上,导致村委很难管理;
为了抵制这种现象,村委决定对自来水进行象征性的收费,每户自来水入户的水管上都装上水表,自己充卡买水,费用用完,自来水就停了,一下子就从根本上解决了自来水的浪费问题;
简单的故事说完了,我们来想一下,给每户装水表的动作就是一个典型的AOP场景;
AOP
AOP的目的是做到关注点的分离,用户只关注用水,有水就行,装水表之前和之后、对用户的正常用水行为都不会产生任何影响;村委关注的是每个家庭用了多少水,你家怎么用的,我不管;加水表这个动作,就是对整个用水过程产生了一些增强(计费);家里面每个水龙头的用水,水表都会记录用水量并扣费;
切点
此时水龙头代表了每一个切点(PointCut),只要你放水,水表(切面)就会计费;在代码里面切点体现为每一个用水的方法,比如:洗菜的方法、洗衣服的方法等等;
连接点
水龙头放水时,出水之前,水表会检测是否还有费用;出水之后,水表会扣除对应的费用;如果水龙头长时间放水不关(异常),水表自动关闭总阀门;那么这里说到的出水之前、之后、异常的情况就是AOP中的连接点(join point);在Spring代码中就体现为,方法执行之前(Before),方法执行之后(After),方法执行异常(AfterThrowing)等各个点。
通知
要分两个层面去说
增强什么?
也就是上面描述的,检查余额,扣费这些动作,就是对用水过程进行的增强
何时执行?(执行时机)
也就是上面说到的,出水前,出水之后,出水异常在这些时机;
代码中体现为以下几种:
前置通知(before):在执行业务代码前做些操作
后置通知(after):在执行业务代码后做些操作,无论是否发生异常,它都会执行,比如关闭连接对象
异常通知(afterThrowing):在执行业务代码后出现异常,需要做的操作,比如回滚事务
返回通知(afterReturning):在执行业务代码后无异常,会执行的操作
环绕通知(around):一个方法包含了上面说到的4种场景
织入
在水龙头放水的时候,出水之前检查余额,出水后扣除费用的整个过程称之为织入;
好了,结合场景的理解说完了,我想到这里,你对AOP的各个关键名词应该理解的差不多了,如果还不理解,建议把上面的场景再读一下;
既然概念都说通了,代码要咋实现呢?理解之后,代码部分其实是非常简单的。
代码实现
创建一个SpringBoot项目并引入AOP的依赖
<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId> </dependency>
定义一个放水的接口
@RestController @RequestMapping("/family") public class FamilyController {@GetMapping("tapwater")public String tapWater() {Random ran = new Random();// 模拟一个出水时长int i = ran.nextInt(10);System.out.println("水来了.....时长:" + i);// 模拟异常出水,大于5为异常情况if (i > 5) {throw new RuntimeException();}return "水来了.....";} }
访问接口:127.0.0.1:8080/family/tapwater 会出现以下日志;
定义一个水表切面
通俗的理解,就是安装一个水表
@Aspect @Component public class MeterAspect {/*** 方法执行之前* * com.lupf.tapwater.rest.FamilyController.*(..) 指定了切点* @Before 指定了连接点 也就是执行时机*/@Before("execution(* com.lupf.tapwater.rest.FamilyController.*(..))")public void balance(){System.out.println("出水前,检查余额");}/*** 方法成功执行之后的增强*/@AfterReturning("execution(* com.lupf.tapwater.rest.FamilyController.*(..))")public void afterReturning(){System.out.println("正常出水,扣除水费");}/*** 方法执行之后 成功异常都执行的增强*/@After("execution(* com.lupf.tapwater.rest.FamilyController.*(..))")public void deduction(){System.out.println("出水操作执行完成");}/*** 异常之后的增强*/@AfterThrowing("execution(* com.lupf.tapwater.rest.FamilyController.*(..))")public void afterThrowing(){System.out.println("出水异常,关闭阀门");} }
表达式
以下通过表达式的方式指明了切点的匹配规则;
指明切点的方式有很多种,匹配规则也是丰富多样,不过并不是本的重点,所以暂时不展开,有机会再通过文章进行详细的说明
execution(* com.lupf.tapwater.rest.FamilyController.*(..))
连接点
指定执行的时机
@Before:方法执行之前;
@AfterReturning:方法成功执行并返回;
@After:方法执行之后,不管成功还是失败;
@AfterThrowing:方法执行异常。
测试
此时再次执行:127.0.0.1:8080/family/tapwater 就会出现以下日志;
正常情况
image-20210704202807730
异常情况
环绕通知
@Aspect @Component public class MeterAspect {/*** 方法执行之前* * com.lupf.tapwater.rest.FamilyController.*(..) 指定了切点* @Around 指定了连接点 也就是执行时机为环绕通知*/@Around("execution(* com.lupf.tapwater.rest.FamilyController.*(..))")public Object around(ProceedingJoinPoint pj) throws Throwable{Throwable throwable;try {System.out.println("检查余额");Object proceed = pj.proceed();System.out.println("正常出水,扣除水费");return proceed;} catch (Throwable t) {System.out.println("出水异常,关闭阀门");throwable = t;}System.out.println("出水操作执行完成");throw throwable;} }
最终执行的效果和上面测试的情况一样
AOP能做什么?
通过上面的示例,我们不妨来思考一下,AOP可以帮助我们做哪些事情?是不是一切关注点分离的事情都可以做了,比如:
- 鉴权(不管什么模块,用户、订单等,都需要鉴权)
- 操作日志(不管什么角色,什么权限的何种操作,都需要进行记录)
- 请求响应数据规范(不管什么业务,请求和响应的格式规范必须得通过)
- 数据加解密(不管什么接口,接收请求的解密,响应数据的加密都是需要做的)
- …
只要是和具体的业务无关,且大家都在关注的事情,那么都可以通过AOP去抽离这些关注点并将其统一维护,提高代码的复用性;
总结
AOP的概念真正理解之后,会对你日常业务开发带来很多的便捷;难就难在理解它的这个过程,也只有真正理解了,才能发挥出其独有的魅力;那些繁琐的官方概念确实给我们的理解上挖了不少的坑,但是看了这篇,有没有助你拨开那层迷雾呢?
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