1.背景
按照软件重构的思想，当多个类中存在相同的代码时，需要提取公共部分来消除代码坏味道。Java的继承机制允许用户在纵向上通过提取公共方法或者公共部分(模版方法方式)至父类中以消除代码重复问题；日志、访问控制、性能监测等重复的非业务代码揉杂在业务代码之中无法横向抽取，AOP技术为其提供了一个解决方案。
AOP技术将这些重复的非业务代码抽取出为一个模块，通过技术整合还原代码的逻辑和功能；即：在代码层面上消除了重复度，提高了可维护性，并在功能层面上得到还原。抽取重复代码作为一个模块是用户的问题，然而技术整合(对目标织入增强逻辑，后文介绍)以实现功能还原是AOP的目标和工作重心，Spring AOP是该技术的一种实现。
本文作为Spring系列的第八篇，介绍Spring框架中AOP的使用、注意事项和实现原理，原理部分会结合Spring框架源码进行。
Spring系列的后续文章如Spring系列-9 Async注解使用与原理和Spring系列-10 事务机制其底层原理都是Spring AOP。
2. AOP 简介
常见的AOP实现方案有Spring AOP和AspectJ：相对于Spring AOP而言，AspectJ是一种更成熟、专业的AOP实现方案。AOP的技术整合(织入增强逻辑)可以发生在编译器、类加载期以及运行期：AspectJ在编译器(ajc)和类加载器(使用特定的类加载器)实现；Spring AOP在运行时通过动态代理方式实现。AspectJ提供了完整了AOP方案，而Spring AOP从实用性出发未常见的应用场景提供了技术方案，如不支持静态方法、构造方法等的AOP。
Spring AOP构建于IOC之上，与IOC一起作为Spring框架的基石。Spring AOP底层使用动态代理技术实现，包括：JDK动态代理与CGLIB动态代理；JDK动态代理技术要求被代理对象基于接口，而CGLIB动态代理基于类的继承实现代理，从而要求被代理类不能为final类且被代理的方法不能被final、staic、private等修饰。二者都有局限性，在一定程度上相互弥补。
3.AOP基本概念
[1] 执行点：在Spring AOP中指代目标类中具体的方法；
[2] 连接点：包含位置信息的执行点，位置信息包括：方法执行前、后、前后、异常抛出等；
[3] 切点：根据指定条件(类是否符合、方法是否符合等)过滤出的执行点的集合；
[4] 通知/增强：为目标对象增加的新功能，如在业务代码中引入日志、访问控制等功能；
[5] 切面：切面由切点和通知组成；
[6] 织入：将切面织入目标对象，形成代理对象的过程。
4.增强类型
Spring中使用Advise标记接口表示增强，Spring根据方位信息(方法执行前后、环绕、异常抛出等)为其定义了不同的子类接口。
public interface Advice {}
4.1 前置增强
BeforeAdvice接口表示前置增强，由于Spring当前仅支持方法增强，所以可用的接口为MethodBeforeAdvice.
//同Advise接口，BeforeAdvice也是个空接口
public interface MethodBeforeAdvice extends BeforeAdvice {
void before(Method method, Object[] args, @Nullable Object target) throws Throwable;
}
如上所示，MethodBeforeAdvice接口中仅有一个before方法，入参分别是方法对象、参数数组、目标对象；该方法会在目标对象的方法调用前调用。
4.2 后置增强
public interface AfterReturningAdvice extends AfterAdvice {
void afterReturning(@Nullable Object returnValue, Method method, Object[] args, @Nullable Object target) throws Throwable;
}
该方法中仅有一个afterReturning方法，入参比before多处一个返回值；该方法会在目标对象的方法调用后调用。
4.3 环绕增强
@FunctionalInterface
// Interceptor 是Advise的字接口，且是空接口
public interface MethodInterceptor extends Interceptor {
@Nullable
Object invoke(@Nonnull MethodInvocation invocation) throws Throwable;
}
可通过invocation.proceed()语句调用目标对象方法并获得放回值，可在前后自定义逻辑，相对于前置和后置有更高的灵活性。
4.4 异常抛出增强
public interface ThrowsAdvice extends AfterAdvice {
}
ThrowsAdvice是一个空接口，起标签作用。在运行期间Spring通过反射调用afterThrowing接口，该接口可以被定义为：void afterThrowing(Method method, Object[] args, Object target, Throwable exception)；
其中method、args和target是可选的，exception参数是必选的；在目标方法抛出异常后，实施增强。
除此之外，框架还定义了一种引介增强，用于在目标类中添加一些新的方法和属性。
4.5 案例介绍
4.5.1：前置、后置、环绕增强
定义前置通知：
@Slf4j
public class MyBeforeAdvice implements MethodBeforeAdvice {
@Override
public void before(Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {
LOGGER.info("----before----");
}
}
定义后置通知：
@Slf4j
public class MyAfterReturningAdvice implements AfterReturningAdvice {
@Override
public void afterReturning(Object returnValue, Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {
LOGGER.info("----after----");
}
}
定义环绕通知：
@Slf4j
public class MyRoundAdvice implements MethodInterceptor {
@Override
public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
LOGGER.info("====round before====");
Object result = invocation.proceed();
LOGGER.info("====round after====");
return result;
}
}
测试用例如下：
public class AdviceAopTest {
@Test
public void testAdvice() {
ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();
TaskService taskService = new TaskServiceImpl();
proxyFactory.setTarget(taskService);
proxyFactory.setInterfaces(TaskService.class);
// 添加前置增强
proxyFactory.addAdvice(new MyBeforeAdvice());
// 添加后置增强
proxyFactory.addAdvice(new MyAfterReturningAdvice());
// 添加环绕增强
proxyFactory.addAdvice(new MyRoundAdvice());
// 获取代理对象
TaskService proxy = (TaskService)proxyFactory.getProxy();
proxy.sync();
}
}
运行结果如下所示：
com.seong.demo.aop.advice.MyBeforeAdvice -----before--
com.seong.demo.aop.advice.MyRoundAdvice - ====round before====
com.seong.demo.aop.model.TaskServiceImpl -[sync data]
com.seong.demo.aop.advice.MyRoundAdvice -====round after====
com.seong.demo.aop.advice.MyAfterReturningAdvice -----after----
4.5.2：异常抛出增强
修改目标类代码逻辑：
@Slf4j
public class TaskServiceImpl implements TaskService{
@Override
@SneakyThrows
public void sync() {
LOGGER.info("[sync data]");
throw new Exception("");
}
}
测试用例如下：
public class ThrowsAdviceTest {
@Test
public void testAdvice() {
ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();
TaskService taskService = new TaskServiceImpl();
proxyFactory.setTarget(taskService);
proxyFactory.setInterfaces(TaskService.class);
proxyFactory.addAdvice(new MyThrowsAdvice());
TaskService proxy = (TaskService)proxyFactory.getProxy();
proxy.sync();
}
}
结果如下：
INF0 com.seong.demo.aop.model.TaskServiceImpl - [sync data]
ERROR com.seong.demo.aop.advice.MyThrowsAdvice-----Exception occurs----
5. 切点类型
框架定义切点是为了从目标类的连接点(执行点)中过滤出符合条件的部分，为此在切点类的内部提供类两个过滤器：ClassFilter和MethodMatcher，分别对类型和方法进行过滤。
public interface Pointcut {
ClassFilter getClassFilter();
MethodMatcher getMethodMatcher();
// Pointcut.TRUE 对象表示所有目标类的所有方法均满足条件
// （实例对应的ClassFilter和MethodMatcher对象的match方法均返回true）
Pointcut TRUE = TruePointcut.INSTANCE;
}Pointcut切点接口定义如上所示，Spring并基于此扩展出了多种切点类型；使得可以根据方法名、参数、是否包含注解以及表达式等进行过滤。
6. 切面类型
Spring使用Advisor表示切面类型，可以分为3类：一般切面Advisor、切点切面PointcutAdvisor、引介切面IntroductionAdvisor；一般切面Advisor仅包含一个Advice, 即表示作用对象是所有目标类的所有方法；PointcutAdvisor包含Advice和Pointcut信息，可以通过切点定位出满足Pointcut过滤条件的执行点集合；IntroductionAdvisor对应于引介切点和增强。
其中：PointcutAdvisor及其子类DefaultPointcutAdvisor是较为常见的切面类型，源码如下：
public class DefaultPointcutAdvisor extends AbstractGenericPointcutAdvisor implements Serializable {
private Pointcut pointcut = Pointcut.TRUE;
private Advice advice = EMPTY_ADVICE;
public DefaultPointcutAdvisor() {
}
public DefaultPointcutAdvisor(Advice advice) {
this(Pointcut.TRUE, advice);
}
public DefaultPointcutAdvisor(Pointcut pointcut, Advice advice) {
this.pointcut = pointcut;
setAdvice(advice);
}
}
DefaultPointcutAdvisor包含一个切点和一个增强类型属性：Pointcut的默认值为Pointcut.TRUE表示所有目标类的所有方法均为连接点；Advice的默认值为EMPTY_ADVICE：Advice EMPTY_ADVICE = new Advice() {};, 即表示不进行增强。
测试用例中为ProxyFactory添加切面部分逻辑为：proxyFactory.addAdvice(new MyBeforeAdvice());
等价于 proxyFactory.addAdvisor(new DefaultPointcutAdvisor(new MyBeforeAdvice()));.
