SpringBoot通过3种方式实现AOP切面

公众号:码到三十五

发布于 2024-08-06 08:45:52

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前言

Spring，SpringBoot框架凭借多种高效机制，显著增强了代码的功能性，并实现了切面编程（AOP）的精髓。其核心亮点之一，是运用动态代理技术，无需触动源代码即可在Bean的运行时为其动态织入额外功能，如日志记录、安全验证等，从而实现非侵入式的代码增强。

此外，Java Agent技术，以AspectJ Weaver为代表，在JVM层面上大显身手，拦截类加载过程并动态修改类字节码。这一技术不仅拓展了AOP的应用场景，还蕴含了巨大的性能优化潜力，为开发者提供了更多元化的AOP实现方式。

AspectJ-Maven-Plugin编译插件则采取了另辟蹊径的方法。它在编译阶段直接对源代码或字节码进行修改，确保切面逻辑与业务代码的无缝融合。这种方式不仅优化了程序的性能，还大幅减少了运行时的开销，为复杂的业务逻辑提供了坚实的支撑。

1. 使用动态代理实现AOP

定义：AOP是一种编程范式，用于将横切关注点（如日志、安全、事务管理等）从业务逻辑中分离出来，形成独立的模块。这样可以减少代码的冗余，提高代码的可维护性和模块性。

特点：

关注点分离：将横切关注点与业务逻辑分离。
提高代码复用：横切关注点可以被多个地方复用。
减少代码冗余：避免了在多个地方重复编写相同的代码。

通过动态代理方式，只需要在项目中定义@Aspect切面即可完成增强逻辑,利用CGLIB生成了代理类。

切面类代码：

@Aspect
@Component
public class LoggingAspect {

    // 定义切点
    @Pointcut("execution(* com.example.service.*.*(..))")
    public void serviceLayerExecution(){}

    // 在切点方法执行前执行
    @Before("serviceLayerExecution()")
    public void logBeforeServiceMethod(JoinPoint joinPoint) {
        System.out.println("Before method: " + joinPoint.getSignature().getName());
    }

    // 可以继续添加其他类型的通知，如@After、@AfterReturning、@AfterThrowing、@Around等
}

服务类代码：

@Service
public class UserService {
    public void save() {
        System.out.println("Saving user...");
    }
}

2. 使用Java Agent技术实现AOP（AspectJ Weaver）

定义：Java Agent技术允许开发者在JVM层面拦截类加载过程，动态修改类字节码。这种技术通过Java Instrumentation API实现。

应用场景：

AOP支持：利用Java Agent技术（如AspectJ Weaver），可以在JVM层面拦截类加载过程，动态修改类字节码，实现更广泛的AOP支持。
性能优化：通过动态修改字节码，可以优化类的执行性能。
动态监控与调试：在类加载时注入监控或调试代码。

特点：

广泛支持：支持在JVM层面进行类加载的拦截和修改。
配置复杂：相比其他AOP实现方式，配置可能更为复杂。

使用Java Agent技术涉及到更复杂的配置，包括编写自定义的Agent类，主要步骤包括将AspectJ Weaver作为Java Agent运行。下面看看aop.xml和切面类的配置。

aop.xml（放在META-INF目录下）：

<aspectj>
    <weaver>
        <!-- 指定哪些包下的类需要被织入 -->
        <include within="com.example.service..*"/>
    </weaver>
    <aspects>
        <!-- 指定切面类，可定义多个 -->
        <aspect name="com.example.aspect.LoggingAspect"/>
    </aspects>
</aspectj>

切面类代码（与动态代理类似，但不需要@Component注解）：

@Aspect
public class LoggingAspect {
    // 与动态代理相同的切点和通知定义
    @Pointcut("execution(* com.example.service.*.*(..))")
    public void serviceLayerExecution(){}

    @Before("serviceLayerExecution()")
    public void logBeforeServiceMethod(JoinPoint joinPoint) {
        // 日志记录逻辑
    }
}

** 指定JVM参数 ** 使用Java Agent时，需要在JVM启动参数中指定AspectJ Weaver的jar包

-javaagent:d:/maven/org/aspectj/aspectjweaver/1.9.7/aspectjweaver-1.9.7.jar

通过以上实现, 我们的SpringBoot业务代码UserService 被增强了，同时UserService并没有创建代理。通过反编译查看UserService编译后的字节码也没有任何的变化。Agent的原理就在进行类加载时对类进行增强。

3. 使用AspectJ编译时织入实现AOP

定义：AspectJ-Maven-Plugin是一个Maven编译插件，用于在编译时直接修改源代码或字节码，以集成切面逻辑。

应用场景：

AOP集成：通过编译时修改字节码，实现切面逻辑与业务代码的无缝集成。
性能优化：由于是在编译阶段进行代码的增强，因此减少了运行时的开销，提升了性能。

特点：

性能最佳：编译时增强减少了运行时的开销。
深度集成：切面逻辑与业务代码无缝集成。
需要重新编译：每当切面逻辑或业务代码发生变化时，都需要重新编译项目。

SpringBoot中,动态代理的方式，通过对目标类生成代理，在执行目标方法前执行增强逻辑Advice，这种方式多少对性能是有影响的。而编译插件方式是在编译时增强，性能最佳，深度集成，减少运行时开销。

pom.xml中添加AspectJ-Maven-Plugin：

<plugin>
    <groupId>org.codehaus.mojo</groupId>
    <artifactId>aspectj-maven-plugin</artifactId>
    <version>1.11</version>
    <configuration>
        <showWeaveInfo>true</showWeaveInfo>
        <aspectLibraries>
            <aspectLibrary>
                <groupId>com.example</groupId>
                <artifactId>your-aspect-library</artifactId>
            </aspectLibrary>
        </aspectLibraries>
    </configuration>
    <executions>
        <execution>
            <goals>
                <goal>compile</goal> <!-- use this goal to weave all your main classes -->
                <goal>test-compile</goal> <!-- use this goal to weave all your test classes -->
            </goals>
        </execution>
    </executions>
</plugin>

注意：如果切面类位于同一项目中，不需要单独指定aspectLibraries。

切面类代码（与动态代理相同，不需要@Component注解）：

…省略很多代码…