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大家好#xff0c;我是小黑#xff0c;业务开发中#xff0c;咱们经常会遇到这样的情况#xff1a;有些代码几乎在每个方法里都要用到#xff0c;比如日志记录、权限校验、或者性能监测。如果每次都手动加入这些代码#xff0c;不仅效率低下#xff0c;而且… 第1章 引言
大家好我是小黑业务开发中咱们经常会遇到这样的情况有些代码几乎在每个方法里都要用到比如日志记录、权限校验、或者性能监测。如果每次都手动加入这些代码不仅效率低下而且一旦需要修改那就是一个巨大的噩梦。这时候面向切面编程AOP可以帮助咱们解决这个问题。
AOP允许咱们将这些横切关注点比如日志、安全等从业务逻辑中分离出来通过预定义的方式插入到代码的关键路径中这样一来就大大提高了代码的复用性和可维护性。AspectJ作为AOP的一种实现它通过提供语言级的支持让这一切变得更加简单和强大。
那么AspectJ是什么呢简单来说AspectJ是一个基于Java的面向切面编程框架它扩展了Java语言引入了切面Aspect、织入Weaving等新的概念。使用AspectJ咱们可以清晰地定义在何处、何时以及如何将横切关注点应用到业务逻辑中而不需要修改实际的业务逻辑代码。
第2章 AOP基础概念
要深入理解AspectJ咱们首先得弄清楚AOP的一些基础概念。AOP的核心就是将应用逻辑从横切关注点中分离出来以提高代码的模块化。这里有几个关键词咱们需要了解一下
切面Aspect一个关注点的模块化这个关注点可能会横切多个对象。比如日志它可能会被应用到整个应用的多个部分。连接点Join Point程序执行的某个特定位置比如方法的调用或者异常的抛出。在AspectJ中一个连接点总是代表一个方法的执行。通知Advice切面在特定连接点执行的动作。通知类型包括“前置通知”在方法执行之前运行的代码“后置通知”在方法执行之后运行的代码和“环绕通知”在方法执行前后都运行的代码。织入Weaving将切面应用到目标对象以创建新的代理对象的过程。这可以在编译时使用AspectJ编译器、加载时或运行时通过代理实现。
举个简单的例子来说假设咱们想要在每个服务方法执行前后都打印日志。在不使用AOP的情况下小黑可能需要在每个方法中手动添加日志代码。而通过AOP只需要定义一个切面指定“前置通知”和“后置通知”来自动完成这个任务。
// 定义一个切面
Aspect
public class LoggingAspect {// 定义前置通知Before(execution(* com.example.service.*.*(..)))public void logBefore(JoinPoint joinPoint) {System.out.println(方法执行前 joinPoint.getSignature().getName());}// 定义后置通知After(execution(* com.example.service.*.*(..)))public void logAfter(JoinPoint joinPoint) {System.out.println(方法执行后 joinPoint.getSignature().getName());}
}小黑偷偷告诉你一个买会员便宜的网站 小黑整的视頻会园优惠站 第3章 AspectJ环境搭建
好咱们已经了解了AOP和AspectJ的基础知识现在让我们进入下一个阶段搭建AspectJ环境。不管小黑是使用Eclipse、IntelliJ IDEA还是其他IDE咱们都需要确保能顺利地运行AspectJ程序。
在Eclipse中搭建AspectJ
如果小黑使用的是Eclipse那么搭建AspectJ环境相对来说是比较简单的。Eclipse有一个名为AspectJ Development ToolsAJDT的插件可以让小黑轻松地开始AspectJ的冒险。
首先打开Eclipse然后导航到“Help” “Eclipse Marketplace…”。在搜索框中输入“AJDT”然后搜索。找到AspectJ Development Tools插件点击“Install”按钮进行安装。安装完成后重启Eclipse。
在IntelliJ IDEA中搭建AspectJ
对于IntelliJ IDEA的用户配置AspectJ也不会太复杂但需要手动添加AspectJ的库到项目中。
首先打开IntelliJ IDEA并创建或打开一个项目。点击File Project Structure Libraries然后点击“”按钮添加新的库。选择从Maven添加库搜索“org.aspectj:aspectjrt”这是AspectJ的运行时库选择最新版本并添加到项目中。同样小黑可能还需要添加AspectJ的编译器搜索“org.aspectj:aspectjtools”并添加。
配置AspectJ项目
不论是在Eclipse还是IntelliJ IDEA中接下来小黑需要配置项目以使用AspectJ编译器。这通常意味着要更改项目的构建配置以便使用AspectJ编译器来编译Java代码和Aspect代码。 对于EclipseAJDT插件会自动处理大部分设置。但小黑需要确保项目的“Project Facets”中启用了AspectJ并且在“Java Compiler”设置中AspectJ编译器被选为项目的编译器。 对于IntelliJ IDEA小黑需要在“Build, Execution, Deployment” “Compiler” “Annotation Processors”中启用注解处理器并确保AspectJ的相关路径被正确设置。
验证安装
为了验证AspectJ环境已经正确搭建小黑可以尝试编写一个简单的AspectJ程序。比如创建一个简单的切面来在方法执行前打印一条消息
package com.example.aspect;import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;Aspect
public class SimpleAspect {Before(execution(* com.example.service.*.*(..)))public void beforeAdvice() {System.out.println(方法执行前准备调用服务方法...);}
}接下来小黑需要创建一个简单的Java类来作为目标看看咱们的切面是否能正确工作
package com.example.service;public class ExampleService {public void performAction() {System.out.println(执行服务方法...);}
}运行ExampleService的performAction方法如果一切配置正确小黑应该会看到切面定义的消息被打印出来证明AspectJ环境已经搭建成功。
第4章 第一个AspectJ程序
走到这一步咱们已经成功搭建了AspectJ的开发环境。现在让我们一起来编写第一个AspectJ程序通过这个实际的例子咱们将学习如何定义切面和通知以及如何将它们应用到Java代码中。
定义一个切面
在AspectJ中切面是通过使用Aspect注解来定义的。切面可以包含多种类型的通知这些通知定义了切面在目标对象的生命周期中的不同切入点。为了展示这一点我们将创建一个简单的日志记录切面它在方法执行之前和之后打印日志信息。
package com.example.aspect;import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.After;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;Aspect
public class LoggingAspect {// 在方法执行之前打印日志Before(execution(* com.example.service.*.*(..)))public void logBefore(JoinPoint joinPoint) {System.out.println(准备执行方法 joinPoint.getSignature().getName());}// 在方法执行之后打印日志After(execution(* com.example.service.*.*(..)))public void logAfter(JoinPoint joinPoint) {System.out.println(方法执行完成 joinPoint.getSignature().getName());}
}在这个例子中Before和After注解定义了前置通知和后置通知。这些通知通过execution表达式指定了它们应该在哪些方法上执行。这里它们被配置为在com.example.service包下的所有类的所有方法上执行。
创建目标类
接下来让我们创建一个目标类以便我们可以看到切面是如何应用到这个类上的。我们将创建一个简单的服务类其中包含一个方法performAction这个方法就是我们的切面将要织入通知的地方。
package com.example.service;public class ExampleService {public void performAction() {System.out.println(正在执行服务方法...);}
}运行和验证
现在让我们运行ExampleService的performAction方法并观察输出。如果一切配置正确咱们应该能看到在方法执行之前和之后我们的日志记录切面正确地打印了日志信息。
要运行这个例子咱们可能需要创建一个简单的Java应用程序的主类然后在其中调用ExampleService的performAction方法。
package com.example;import com.example.service.ExampleService;public class Application {public static void main(String[] args) {ExampleService service new ExampleService();service.performAction();}
}如果一切顺利控制台的输出应该类似于这样
准备执行方法performAction
正在执行服务方法...
方法执行完成performAction恭喜咱们现在你们已经成功地编写并运行了第一个AspectJ程序通过这个简单的例子我们不仅学会了如何定义切面和通知还亲手验证了AspectJ如何将这些通知织入到目标对象的方法执行流程中。
第5章 深入切面和通知
走到这一步咱们已经成功运行了第一个AspectJ程序并对如何定义切面和通知有了初步的了解。现在咱们要深入探索切面和通知了解不同类型的通知以及它们在实际开发中的应用。
不同类型的通知
在AspectJ中通知定义了切面在连接点即程序执行的特定点上要执行的操作。有五种基本类型的通知每种都有其特定的用途
前置通知Before advice在目标方法执行之前执行用于准备资源或检查前提条件。后置通知After returning advice在目标方法成功执行后执行常用于清理资源。异常通知After throwing advice在目标方法抛出异常后执行用于异常处理或回滚操作。最终通知After (finally) advice无论目标方法如何结束正常返回或抛出异常都会执行的通知常用于释放资源。环绕通知Around advice包围目标方法执行可以自定义在方法执行前后的操作最为灵活但使用复杂。
深入前置通知和后置通知
前置通知和后置通知是两种最常用的通知类型下面通过一个例子深入了解它们的使用。
假设咱们需要在用户访问某些资源前进行权限检查并在访问后记录访问日志。这是一个典型的使用前置通知和后置通知的场景。
首先定义一个切面包含前置通知和后置通知
package com.example.aspect;import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.After;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;Aspect
public class SecurityAspect {Before(execution(* com.example.service.SecureService.*(..)))public void checkPermission(JoinPoint joinPoint) {// 这里实现权限检查的逻辑System.out.println(权限检查 joinPoint.getSignature().getName());}After(execution(* com.example.service.SecureService.*(..)))public void logAccess(JoinPoint joinPoint) {// 这里实现访问日志记录的逻辑System.out.println(记录访问日志 joinPoint.getSignature().getName());}
}在这个例子中checkPermission方法作为前置通知它在SecureService类的任何方法执行前进行权限检查。logAccess方法作为后置通知在方法执行后记录访问日志。
使用环绕通知进行性能监控
环绕通知是一种特殊的通知它允许咱们在方法执行前后执行自定义操作非常适合用于性能监控。
下面是一个使用环绕通知进行性能监控的例子
package com.example.aspect;import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;Aspect
public class PerformanceAspect {Around(execution(* com.example.service.*.*(..)))public Object measureMethodExecutionTime(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {long start System.currentTimeMillis();Object returnValue joinPoint.proceed(); // 继续执行目标方法long end System.currentTimeMillis();System.out.println(joinPoint.getSignature().getName() 方法执行时间 (end - start) ms);return returnValue;}
}在这个例子中measureMethodExecutionTime方法围绕目标方法执行记录并打印出方法的执行时间。通过joinPoint.proceed()调用目标方法并计算执行前后的时间差。
第6章 Pointcut表达式深度探索
经过前面几章的学习咱们已经掌握了如何使用不同类型的通知来增强程序的功能。现在让咱们深入探讨Pointcut表达式这是AspectJ中一个极其强大的特性它决定了通知应该在哪里被应用。
Pointcut表达式基础
Pointcut切入点表达式用于指定哪些类和方法需要被切面所增强。它们的语法非常灵活可以精确到方法的返回类型、参数类型以及方法名称等。理解和掌握Pointcut表达式对于编写高效的AspectJ代码来说是至关重要的。
基本语法execution(修饰符 返回类型 类路径.方法名(参数))不是所有部分都必需。
让我们先来看一个简单的例子它匹配所有返回类型为void且名称为perform的方法
Before(execution(void perform(..)))
public void simpleBeforeAdvice() {System.out.println(执行前的通知);
}参数匹配
在Pointcut表达式中咱们可以通过指定参数类型来进一步限定匹配的方法。比如
匹配任意参数使用..表示方法可以有任意类型和数量的参数。匹配无参数使用()表示方法不应该有任何参数。匹配特定参数直接指定参数类型比如(String)匹配所有接受单个字符串参数的方法。
例如只匹配接受一个String类型参数的perform方法
Before(execution(* perform(String)))
public void beforeWithStringArg() {System.out.println(方法有一个String类型参数);
}类和包的匹配
Pointcut表达式不仅可以匹配方法名和参数还可以根据类名和包名来进行匹配。
匹配特定类的所有方法execution(* com.example.ClassName.*(..))。匹配特定包下所有类的所有方法execution(* com.example..*.*(..))其中..表示包及其子包。
比如匹配com.example.service包下所有类的所有方法
Before(execution(* com.example.service..*.*(..)))
public void beforeServiceMethods() {System.out.println(在service包下的方法执行前);
}组合使用Pointcut表达式
AspectJ还允许咱们通过逻辑运算符、||、!)组合多个Pointcut表达式以实现更复杂的匹配逻辑。
例如匹配com.example.service包下所有返回类型为void的方法但不包括perform方法
Before(execution(* com.example.service..*.*(..)) execution(void *.*(..)) !execution(* perform(..)))
public void complexPointcut() {System.out.println(复杂的Pointcut表达式匹配);
}小结
通过深入学习和探索Pointcut表达式咱们可以更精确地控制切面的应用范围这对于编写高效和可维护的AspectJ代码非常重要。通过灵活运用Pointcut表达式咱们可以实现复杂的逻辑匹配让代码的增强更加符合咱们的需求。
第7章 AspectJ的高级特性
随着咱们对AspectJ的深入探索现在是时候了解一些更高级的特性了。这些特性可以帮助咱们构建更复杂、更强大的面向切面的应用程序。
切面的优先级
在实际应用中经常会有多个切面同时作用于同一个连接点。这时切面的执行顺序就变得非常重要。AspectJ通过Order注解或实现Ordered接口来指定切面的优先级。
较低的值具有较高的优先级。默认情况下如果没有指定优先级AspectJ会随机应用切面。
Aspect
Order(1)
public class HighPriorityAspect {// 这个切面会优先于其他切面执行
}Aspect
Order(2)
public class LowPriorityAspect {// 这个切面会在HighPriorityAspect之后执行
}引介Introduction
引介也称为类型声明允许咱们向现有类添加新的方法和属性。这是通过在切面中声明额外的接口并将其应用于目标对象来实现的。
public interface UsageTracked {void incrementUseCount();
}Aspect
public class UsageTrackingAspect {DeclareParents(valuecom.example.service.*, defaultImplDefaultUsageTracked.class)public static UsageTracked mixin;Before(execution(* com.example.service.*.*(..)) this(usageTracked))public void recordUsage(UsageTracked usageTracked) {usageTracked.incrementUseCount();}public static class DefaultUsageTracked implements UsageTracked {private int useCount 0;public void incrementUseCount() {useCount;System.out.println(当前使用次数 useCount);}}
}在这个例子中DeclareParents引介了一个新的接口UsageTracked到com.example.service包下的所有类使得这些类实例都具有incrementUseCount方法。这允许咱们在不修改原有类代码的情况下为对象动态添加新的行为。
切面的继承
切面也可以继承自其他切面这允许咱们复用切面逻辑或根据特定需求对切面进行扩展。
Aspect
public class BaseLoggingAspect {Before(execution(* com.example..*.*(..)))public void doAccessCheck() {// 基础日志记录逻辑}
}Aspect
public class ExtendedLoggingAspect extends BaseLoggingAspect {// 这个切面继承了BaseLoggingAspect的行为并可以添加额外的通知或覆盖父类的通知
}小结
通过掌握AspectJ的这些高级特性咱们可以在面向切面编程中做得更多、更深入。切面的优先级让咱们可以精细控制多个切面的应用顺序引介使得为现有类动态添加新行为成为可能而切面的继承则提供了一种强大的方式来复用和扩展切面逻辑。掌握了这些高级特性咱们就能在AspectJ的世界中自如地驰骋了。
第8章 实战案例使用AspectJ解决实际问题
案例1通用日志记录
在任何应用程序中日志记录都是一个常见且重要的需求。使用AspectJ我们可以轻松实现一个通用的日志记录切面而不需要在每个方法中手动添加日志记录代码。
Aspect
public class LoggingAspect {private Logger logger LoggerFactory.getLogger(this.getClass());Before(within(com.example.service..*))public void logMethodCall(JoinPoint joinPoint) {String methodName joinPoint.getSignature().getName();logger.info(开始执行方法: methodName);}AfterReturning(pointcut within(com.example.service..*), returning result)public void logMethodReturn(JoinPoint joinPoint, Object result) {String methodName joinPoint.getSignature().getName();logger.info(方法: methodName 执行完成返回值: result);}
}这个切面会自动记录任何com.example.service包下类的方法调用和返回极大地简化了日志记录工作。
案例2性能监控
对于性能敏感的应用监控方法执行时间是一个常见需求。通过AspectJ我们可以创建一个切面来自动监控任何方法的执行时间。
Aspect
public class PerformanceMonitoringAspect {private Logger logger LoggerFactory.getLogger(this.getClass());Around(execution(* com.example..*(..)))public Object monitorExecutionTime(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {long start System.nanoTime();Object result joinPoint.proceed();long end System.nanoTime();logger.info(joinPoint.getSignature() 执行时间: (end - start) / 1_000_000 ms);return result;}
}这个切面可以应用到任何方法上自动记录并打印出该方法的执行时间帮助开发者发现性能瓶颈。
案例3事务管理
在企业级应用中事务管理是一个复杂但关键的功能。通过AspectJ我们可以实现声明式事务管理简化事务的编程模型。
Aspect
public class TransactionAspect {private TransactionManager txManager;Around(annotation(org.springframework.transaction.annotation.Transactional))public Object manageTransaction(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {try {txManager.beginTransaction();Object result joinPoint.proceed();txManager.commit();return result;} catch (Exception e) {txManager.rollback();throw e;}}
}这个切面利用Transactional注解来标识需要进行事务管理的方法自动处理事务的开始、提交和回滚极大地简化了事务管理逻辑。
小结
通过这些实战案例咱们应该能看到AspectJ不仅能帮助咱们以更干净、更模块化的方式实现跨越应用程序多个部分的横切关注点还能大幅提升开发效率和代码质量。无论是进行日志记录、性能监控还是事务管理AspectJ都能提供强大的支持。希望咱们能将这些知识应用到实际开发中解决更多复杂的编程问题。
