学习参考资料
https://pdai.tech/md/spring/spring-x-framework-aop.html
intro
AOP(Aspect Oriented Programming)面向切面编程,是一种编程范式,范式通俗来说就是模式,方式的意思。
我知道有一种面向过程的编程范式:这是最符合我们直觉的编程方式。像面条一样从上往下把做一件事的步骤写下来,如果中间的某个步骤有很多地方重复,或者单纯很长,那我们就会把这一部分单独抽取出来变成一个新的函数。
还有一种面向对象的编程范式,OOP,(貌似全称为object oriented programming):先抽离出表达业务逻辑的对象,对象就是类比于生活中的某些东西,一个东西有其属性,也有其功能。将一个东西的属性和功能封装在一起,打包成一个对象,对象的方法之间相互调来调去,更改对象的属性。为了更好地完成这一过程,于是出现了很多OOP的特色,接口,继承什么的就来了。这些东西发展来发展去,可能有一些东西过于复杂了,于是我们砍掉一些。例如C++支持多重继承,一个对象可以继承多个类。但是后来发现这样太乱了,于是Java比较简单粗暴,砍掉了多继承,只允许单继承,但是允许实现多个接口。
继承的一大难题就是随着继承层次的变多,可维护性极度降低,心智负担重,而且子类很有可能会继承八竿子打不着的祖先留给自己的方法,这些家产我又用不到,继承来干嘛?所以后来人们喊出了“组合优于继承”的口号,我用到什么,只是在我的属性中有一个能帮我做到这件事的指针/引用。
还有一种编程范式是函数式编程,不过它的哲学这里似乎没必要花长篇大论回顾。纯函数式编程的语言极少,但现代大多数语言如Java,C++,Js,Python什么的都或多或少继承了一些函数式编程的思想,Lamda表达式在使用得当的时候确实很好用。
总之,各种编程范式有自己的舒适区,有自己独特的作用和缺点。现代语言基本上没有捆绑在某一种特别的编程范式中了,即使是OOP的魔怔信徒Java也引入了其它的编程范式。
而AOP这种方式也是跟面向对象不同的另一种方式,AOP的方式是“横向切割”,学习参考资料中的那张图非常形象,原本按照一个经典Web项目的方式,UserController要调用UserService,UserService从UserDao中拿数据。在这个过程中Service方法中其实并不全是业务逻辑,其实还有其它的非业务性的需求,比如日志功能,我要看这个getUser方法什么时候开始调用的,什么时候结束的,花了多长时间。那么按照传统的方式,最简单的我在方法的第一行获取一下时间,在方法的返回语句前再获取一下时间,二者之差就是本方法的执行时间。
但是有一个问题,这样每个方法我都要重复写一次,很烦。而且我不一定只有日志这种非业务性需求,还有其它需求,例如我访问数据库,要写一些数据,数据写的过程中失败了,那要rollback,我又不想每次都写一大堆手动开启事务,手动回滚的逻辑。总之,就是我想保持service方法的纯洁性,它能不能尽可能多的代码都是业务代码,而非业务性代码能不能让我少关注,甚至不关注?
AOP如何解决这些痛点
答案是有的,兄弟,有的。你不是要一个帮你计时每个方法耗时,帮你看看什么时候方法开始什么时候结束的功能吗?我给你就是了,你写你的业务逻辑,把Service类写好。我呢用某种黑魔法,让jvm在运行到你的这些方法之前,先运行我写好的方法,记录一下开始时间,然后再真正运行你的方法,你的搞完了之后我再记录一下结束时间,然后我咔嚓减一下,得到运行时间并输出到控制台。多棒!这个过程对你来说是感知不到的,你只管写业务逻辑,其它的不用管。
所以原本散落在很多个Serice类中的很多个方法,现在统一被我集中在一起了,像蛋糕一样,最上面是我植入的非业务性方法逻辑,对很多很多个service中的很多很多个方法生效,生效完了之后,又是我植入的非业务性方法逻辑。
所以才叫“面向切面编程”,我把重复用到的非业务性功能抽离出来单独成为一层,变成一个切面,植入(织入)你的代码中,神不知鬼不觉地合作愉快完成需求。
静态代理
那么,问题来了,我是怎么办到的?这个黑魔法是怎么实现的?你能不能教教我?很简单,一般来说,AOP是用代理来做到的。你以为你写的是UserService,运行的是UserService中的findWaifu()方法,其实jvm实际运行的是我的UserService$modifiedByHandsomeBoyMe 中的 findWaifu()方法。
代理,或者说23种设计模式中的代理模式不就是干这玩意儿的么?神不知鬼不觉地做事情。而根据具体的代理实现方式不同,可以分为静态代理和动态代理。
什么是静态代理?AspectJ官方用的就是静态代理。什么是静态?静态就是不会变的东西,在进入jvm实际运行之前就已经不变的东西,那就是静态的。AspectJ会在编译器编译你的java源码为class文件的时候,顺便把我写的非业务性逻辑也编成一个class文件,然后boom,两个class文件搞在一起。jvm实际运行的时候,就不是你写的service了,根本不知道有你写的这么一个service类。
动态代理
而springboot aspect虽然继承了AspectJ的规范,但具体实现方式方面有些区别,使用的是动态代理的技术。所谓动态,就是在jvm实际运行以前还没存在,实际运行的时候再boom!弄在一起的方式。
而动态代理也分为Jdk动态代理和Cglib动态代理两种方式。
所谓jdk动态代理就是,你写的service被编译器编译成class文件并装载了之后,jvm中有了meta info之后,存在你的Service类的Class类之后。运行到你的方法的时候,jvm并不是直接一下子运行你的方法的,它其实是先找到我,我在调用你的方法之前,先记录一下此时的时间,然后我通过找到你的Service类的Class类,通过Class类提供的方法,再实际调用你的方法,等你返回之后,我再记录一下时间,boom,耗时就出来了。所以jdk动态代理,使用的是基于反射的实现方式。
所谓Cglib动态代理就是:我不是通过反射的方式调用你的方法,而是我直接在运行时直接生成你的一个子类,继承你。在调用父类方法之前记录一下此时的时间,然后调用父类方法,等返回之后记录一下此时的时间,咔嚓,耗时出来了
Spring AOP使用
这里比较重要的,应该是基于注解方式的使用。
注解方式的核心是: execution切入点指示符
execution(modifiers-pattern? ret-type-pattern declaring-type-pattern? name-pattern(param-pattern) throws-pattern?)
? 代表可选
一个Aspect类中的PointCut方法可能如下:
/**
* define point cut.
*/
@Pointcut("execution(* tech.pdai.springframework.service.*.*(..))")
privatevoidpointCutMethod(){
}
第一个*处于modifier的位置,所以代表任意的修饰符都可,无论是private,public还是protected,都是我要帮你代理的方法
第二个一长串的意思是,除了满足第一个条件以外:
tech.pdai.springframework.service.*需要代理的类必须是tech.pdai.springframework.service下面的类,而且只有一个层级,tech.pdai.springframework.service.xxx.UserService是不算的。如果要多个层级,这里应该写为tech.pdai.springframework.service.***(..)我要代理的方法的名称不限制,其入参数量和类型也都不限制。
End
作为初识,到这个程度就可以了,具体Cglib和Jdk动态代理的方式如何实现,以及有哪些坑,有待之后的进一步学习。但有了这个框架,对此有个概念之后,之后就好很多了。