简介

面向切面编程 (AOP) 是一种在软件应用程序中隔离主流程的强大方法。它提供了一种机制来引入横切关注点，例如日志记录、安全性和事务，而不会干扰应用程序的核心功能。 Spring 是最流行的 Java 应用程序框架，它通过 @Aspect 和 @Pointcut 等注解简化了 AOP 流程。

面向切面编程（AOP）是什么

面向切面编程（AOP）是一种编程范式，重点聚焦于软件应用程序中的关注点分离。AOP 背后的思想是软件应用程序具有多个切面，其中一些切面跨越了模块化编码的典型划分，就是可能多个模块化代码都会使用，导致代码分散和混乱。

在软件开发中，有些功能包括日志记录、安全检查、错误处理和数据验证。在面向对象编程 (OOP) 等传统编程范式中，这些横切关注点通常与核心业务逻辑纠缠在一起，导致代码难以维护和扩展。

为什么不能仅用OOP?

OOP非常适合使用类和对象对现实世界的对象和行为进行建模。但是，当涉及到跨模块间的的功能，OOP就显得不够用了。例如：如果你想在OOP结构中实现记录日志，你可能会在多个类中添加日志记录代码，这就显得非常冗余，随着时间的推移，这些重复的代码会扰乱主要逻辑，导致阅读、修改、调试变得非常困难。

AOP如何解决这个问题

AOP提供了一种分离关注点的新维度，AOP会将这些关注点模块成称为“切面”的单独单元，这些切面可以独立开发、测试和重用。然后，将它们在需要的地点“编织”到主代码库中，确保核心逻辑保持不变且连贯。这种编织可以在不同的时间发生：

编译时：编译应用程序时会编织各个切面。
加载时：加载应用程序类时会编织各个切面。
运行时：各个切面是在应用程序执行期间编织的。

AOP的好处

除了模块化之外，AOP还提供了高度的灵活性。由于切面与主要业务逻辑分离，因此对它们的更改不会影响核心代码。例如，如果更改日志记录的实现方式（也许切换到不同的日志库），则可以修改日志记录切面，而无需修改代码的任何其他部分。这种架构极大地简化了维护、减少了错误并提高了代码清晰度。

Spring AOP

面向切面的编程（AOP）有时很难从头开始实现。好的是，Spring 提供了一个专用于 AOP 的强大模块，使开发人员能够高效地引入切面，而无需了解编织和切面管理的细节。

为什么选择 Spring AOP？

Spring AOP 的设计目的是让横切点的实现更加简单，同时又不影响 Spring 框架的核心原则：控制反转 (IoC) 和依赖注入 (DI)。这意味着在利用 AOP 功能的同时，仍然可以保持与其他 Spring 功能的无缝集成，从而确保统一的开发体验。

代理

Spring AOP 的核心 Spring AOP 机制的核心是代理。当您定义一个切面来建议应用程序的某些部分时，Spring 会创建建议对象的代理（子类或接口实现）。该代理拦截调用并将它们委托给原始对象，这种动态代理方法可确保不存在字节码操作，从而使过程透明且不易出错。

Spring AOP VS Full AspectJ

值得注意的是，虽然 Spring AOP 涵盖了许多常见用例，但它并没有提供 AspectJ 等成熟 AOP 框架提供的所有功能。 Spring AOP 专注于通过代理进行运行时编织，而 AspectJ 可以在编译时或加载时编织切面，提供更广泛的连接点（如字段访问）。然而，对于许多应用程序来说，Spring AOP 的能力已经绰绰有余，在强大和简单之间取得了平衡。

与 Spring 容器集成

Spring AOP 的显著特征之一是它与 Spring 容器的紧密集成。 Spring 中的切面可以像任何其他 bean 一样进行连接，这确保了当模块化横切点时，可以很好的关联主应用程序上下文。

XML VS 注解

在其早期版本中，Spring AOP 需要基于 XML 的配置来定义切面、切入点和通知。虽然这很实用，但对开发人员来说并不友好。现代 Spring AOP 已经采用了 @Aspect、@Pointcut、@Before 等注解，使得 AOP 构造的声明和理解更加直观且不易出错。

使用场景和实用性

使用 Spring AOP，引入事务管理、日志记录、安全检查和性能指标等功能变得轻而易举。例如，只需几个注解，开发人员就可以包装方法，确保原子操作，而无需在业务逻辑中深度嵌入代码。

@Aspect 注解

如果没有注解的帮助，Spring 中的面向编程 (AOP) 就不会那么容易理解，而其中 @Aspect 是最重要的。此注解是在 Spring AOP 中定义切面的基础，简化了模块化横切点的过程。让我们剖析它的作用和含义

注解优于配置

从历史上看，Spring AOP 中定义切面依赖于 XML 配置。它涉及定义 bean 并确保它们被适当地解析以充当切面。随着 @Aspect 注解的引入，这个过程变得更加简化。只需使用@Aspect注解Java类，开发人员就向Spring容器指示该类将充当切面，封装通知和切入点。

与其他注解的协同

@Aspect 不能单独工作。它通常与其他注解配对，例如 @Before、@After、@Pointcut 等。 @Aspect 注解充当一个信号，表明该类可以用这些注解表示通知在符合负责的类上的执行顺序和位置。

切面实例化

默认情况下，切面在 Spring 中是单例，每个 Spring 容器实例化一次。然而，通过将 @Aspect 与 @Component 等其他 Spring 注解结合起来，切面就成为组件扫描的候选者，从而可以被spring的容器管理。这意味着，切面不仅可以向其他 bean 提供advice通知增强，而且还可以将依赖项注入其中，从而增强它们的功能。

定义切面优先级

在实际应用中，应用程序可能具有多个切面。当两个或多个切面都有相同的连接点时，它们的执行顺序变得至关重要。 Spring 的 @Order 注解可以与 @Aspect 结合起来确定优先级，确保切面按定义的顺序应用。

@Pointcut注解

在 Spring 中处理面向切切面编程 (AOP) 时，了解何时何地应用切面至关重要。输入 @Pointcut 注解：Spring 的机制用于显式定义这些位置，从而实现对切面应用程序的细粒度控制。

@Pointcut 的本质

从本质上讲，@Pointcut 注解充当连接点集合的描述符，代表程序执行中的点。它本质上回答了这个问题：“切面的通知应该应用在代码中的哪里？”

切点表达式

@Pointcut 的真正威力在于它能够使用切入点表达式。这些表达式允许开发人员定义复杂的标准来匹配连接点。例如，您可以使用某些修饰符、参数甚至抛出声明来指定方法。

@Pointcut("execution(public * com.example.service.*.*(..))")
public void publicMethodsInService() {}

上面的表达式匹配 com.example.service 包中的所有公共方法，无论它们的返回类型或参数如何。

切入点的可组合性

@Pointcut 表达式可以组合起来创建复合切入点。这使得开发人员能够制定复杂的连接点匹配标准，而无需编写冗长或重复的表达式。

@Pointcut("execution(* com.example..*Service.*(..))")
public void allServiceMethods() {}

@Pointcut("annotation(com.example.annotations.Loggable)")
public void loggableAnnotations() {}

@Pointcut("allServiceMethods() && loggableAnnotations()")
public void loggableServiceMethods() {}

loggableServiceMethods 切入点结合了 allServiceMethods 和 loggableAnnotations 的标准。

可重用性

通过在集中位置定义@Pointcut，开发人员可以在多个advice重用它们。这可以提高一致性、减少错误并提高可维护性。例如，如果包名称发生更改，更新中心切入点定义将反映在使用它的所有advice中。

将 @Aspect 和 @Pointcut 与Advice相结合

在 Spring AOP 的世界中，@Aspect、@Pointcut 和Advice三者描绘了一幅整体图景。这些构造允许开发人员制作模块化的横切关注点，同时保持对应用这些关注点的位置和时间的控制。

使用@Aspect

首先，需要定义一个切面。 @Aspect 注解划分了一个常规 Java 类，向 Spring 发出信号，表明该类将包含将附加行为编织到应用程序中的切入点和Advice通知。

使用@Pointcut

一旦定义了一个切面，下一个挑战就是确定该切面的行为应该插入的位置。这就是@Pointcut 的作用。使用表达性语言，开发人员定义与应用程序中特定连接点相匹配的条件。

@Pointcut("execution(* com.example.service.*.*(..))")
public void allServiceMethods() {}

编写Advice

Advice确定到达指定连接点时要执行的操作。 Spring提供了多种advice注解来满足不同的需求：

@Before：在匹配的方法执行之前运行通知。
@After：在匹配的方法执行后执行通知，无论其结果如何（无论是正常完成还是由于异常）。
@AfterReturning：在匹配的方法执行后触发通知，但前提是该方法正常完成。
@AfterThrowing：如果匹配的方法抛出异常，则触发通知。
@Around：提供最大程度的控制，允许通知在方法执行之前和之后运行，甚至可以修改或短路方法的执行。

@Aspect
public class LoggingAspect {
    
    @Pointcut("execution(* com.example.service.*.*(..))")
    public void allServiceMethods() {}

    @Before("allServiceMethods()")
    public void logBeforeCall(JoinPoint joinPoint) {
        System.out.println("Method called: " + joinPoint.getSignature().getName());
    }

    @After("allServiceMethods()")
    public void logAfterCall(JoinPoint joinPoint) {
        System.out.println("Method execution completed: " + joinPoint.getSignature().getName());
    }
}

整合

通过 @Aspect 标记舞台、@Pointcut 选择位置并提供编排动作的Advice，Spring AOP 精心编排了横切关注点的和谐之舞。这种组合确保核心业务逻辑保持干净且不受干扰，同时切面引入了日志记录、安全性或事务等辅助行为。

组合的优点

模块化：每个关注点都保留在其指定的位置。日志记录或安全性的更改不会干扰核心业务逻辑。

可重用性：定义的切入点和切面可以在应用程序的多个部分中重用。

可维护性：通过明确的分离，诊断问题或进行增强变得更易于管理

使用@Aspect and @Pointcut的优点

Spring 中的面向切面编程 (AOP) 彻底改变了开发人员在应用程序中处理横切关注点的方式。 @Aspect 和 @Pointcut 注解在此转换中发挥着关键作用，提供了许多好处。

模块化和关注点分离

描述：使用@Aspect，诸如日志记录、安全性或事务管理之类的横切关注点被封装在不同的模块中，使它们与核心业务逻辑分离。

优点：这种模块化确保应用程序保持干净，并且每个模块都有单一、明确的职责。某一方面的变化不会波及整个代码库

可重复使用性

描述：一旦定义，一个切面（及其切入点和建议）就可以应用于应用程序的多个部分。

好处：这可以避免重复的代码并促进 DRY（不要重复代码）原则，从而形成更易于维护的代码库。

提高代码可读性

描述：@Pointcut注解提供了一种描述性方式来定义连接点的条件。通过语义命名切入点，它们充当自记录表达式。

好处：开发人员可以快速辨别切入点的目的和相关建议，从而增强代码的可读性。

提高开发速度

描述：@Aspect 和 @Pointcut 的声明性本质意味着开发人员花更少的时间为横切关注点编写样板代码。

好处：这加速了开发过程，使团队能够专注于交付业务价值

减少潜在错误

描述：通过集中管理问题，在多个地方犯错误（例如忘记安全检查或日志记录语句）的可能性就会降低。

好处：应用程序变得更加健壮，并且在管理这些问题时不易出现人为错误。

与 Spring 生态系统集成

描述：@Aspect 和 @Pointcut 原生地与更广泛的 Spring 生态系统集成。这意味着切面可以从依赖注入、生命周期管理等 Spring 功能中受益。

好处：这种集成确保了切面不是孤立的实体，而是 Spring 应用程序中的一等公民，如果需要，允许更复杂和互连的行为。

总结

面向切面编程（AOP）是软件开发领域的游戏规则改变者。借助 Spring 的 @Aspect 和 @Pointcut 注解等工具，实现 AOP 变得更加简化，使开发人员能够专注于应用程序的核心逻辑，同时单独管理横切点。如果使用得当，这些注解可以带来更清晰、更易于维护和更高效的代码结构。

使用Spring的@Aspect和@Pointcut 注解简化面向切面编程 (AOP)

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