java开发AOP面向切面编程入门

引言

在实际应用场景中，我们封装一个学生的类，这个类用于封装学生的日常行为，如：上学、吃饭、上课等。然而，在疫情期间，学生上学时入校、吃饭时进入餐厅，需要测温查验证件等行为，拿到这样的需求我们怎么办？

不好的解决方案

面向过程的解决方案

遇到问题解决问题，在上学、吃饭方法中加上测温、查验证件方法，或者在学生类中提炼一个测温查验证件私有的方法，在需要时调用。

代码如下：

public class Student {
   public void toSchool(){
       check();
       System.out.println("高高兴兴去上学！");
   }
   public void toEat(){
       check();
       System.out.println("一号餐厅去吃饭！");
   }

public void toClass(){
       System.out.println("排排坐，听讲座！");
   }

public void getUp(){
       System.out.println("起床啦！");
   }

private void check(){
       System.out.println("查验证件、测体温");
   }
}

这种方式存在问题只是头痛医头、脚痛医脚，代码硬拷贝，现在教师进校门也要查验证件测温，如何办？将check代码复制到教师类中，再者，如果check()中业务规则发生变化，则需要到处改代码，显然是一种非常蹩脚的解决方案。

使用继承解决方案

创建一个man的基类，将check()方法放到该类中，教师、学生均继承此类，子类调用这个方法即可，

代码如下：

public class Man {
   protected void check(){
       System.out.println("查验证件、测体温");
   }
}

public class Student extends Man {

public void toSchool(){
       check();
       System.out.println("高高兴兴去上学！");
   }

public void toEat(){
       check();
       System.out.println("一号餐厅去吃饭！");
   }
}

public class Teacher extends Man {
   public void toSchool(){
       check();
       System.out.println("高高兴兴去上班！");
   }

public void toEat(){
       check();
       System.out.println("教工餐厅去吃饭！");
   }

public void toClass(){
       System.out.println("排排坐，听讲座！");
   }
}

这种方式，虽然解决了代码复制问题，但违背了面向对象程序设计的单一职责原则，因为查验证件测温等均不是学生或教师应该拥有的职责，类的划分职责不清，增加了代码扩展维护的难度。

使用聚合的解决方案

将查验证件测温等行为封装一个独立的类，学生和教师的依然只封装他们固有的方法，

代码如下：

public class Checktor {
   public void takeTemperature(){
       System.out.println("查验证件、测体温");
   }
}
public class Student {
   private Checktor checktor = new Checktor();

public void toSchool(){
       checktor.takeTemperature();
       System.out.println("高高兴兴去上学！");
   }

public void toEat(){
       checktor.takeTemperature();
       System.out.println("一号餐厅去吃饭！");
   }
}

这种方法很好的解决了面向对象程序设计单一职责原则，体现了类的封装性，但是代码侵入性很强，而且代码僵化，维护性差。如疫情结束了，我们要求取消查验证件和测温，就需要改原有的代码，破坏了开闭原则，增加了程序员的工作量。有些人写配置开关变量，在调用时使用ifelse进行判断是否调用也能遵循开关变量，但是代码中包含了一些可能用不到代码，不优雅，不是很好解决方案。

面向切面的编程基本概念

面向切面的编程是不破坏原有类封装性的前提下，动态在其方法前面（before）、后边（after）及周围（Around）（前面和后边）增强功能。

• 连接点（Joinpoint）：目标对象中每个方法前面、后面均为连接点。如学生类中toSchool、toEat、toClass、getUp方法前面后面均是切入点;

• 切入点（Point）：需要增强功能方法前面或后面，是切入点，如进学校前、吃饭前需要测体温，则toSchool、toEat两个方法前是切入点，其余的不是;
  

• 切面类（Aspect）：也称通知类，封装了需要增强功能的类，如：Checktor;

• 通知方法（advice）：需要增强的功能，如：测温方法；

• 通知类型：前置通知（Before）、后置通知（After）、环绕通知（around）、异常通知（throwing）、最终通知（after (finally) advice）；

• 代理（proxy）：将通知应用到目标对象实现机制，是通过创建代理对象完成的

• 织入（Weaving）：将切面代码插入到目标对象上，生成代理对象的过程

基于Spring面向切面程序实现

针对学生上学场景，Spring的使用XML和注解两设计种方式完成面向切面的编程。
工程依赖项：在maven pom文件中，需要引入以下依赖项

    <dependency>
     <groupId>org.aspectj</groupId>
     <artifactId>aspectjtools</artifactId>
     <version>1.8.9</version>
   </dependency>

<dependency>
     <groupId>org.aspectj</groupId>
     <artifactId>aspectjrt</artifactId>
     <version>1.5.4</version>
   </dependency>

<dependency>
     <groupId>org.aspectj</groupId>
     <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
     <version>1.9.5</version>
     <scope>runtime</scope>
   </dependency>

XML方式：
学生类：

public class Student {

public void toSchool(){
       System.out.println("高高兴兴去上学！");
   }

public void toEat(){
       System.out.println("一号餐厅去吃饭！");
   }

public void toClass(){
       System.out.println("排排坐，听讲座！");
   }

public void getUp(){
       System.out.println("起床啦！");
   }
}

切面类：

public class Checktor {
   public void takeTemperature(){
       System.out.println("测体温啦！");
   }

public void washHand(){
       System.out.println("洗洗手更健康！");
   }
}

xml文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
      xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
      xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://www.springframework.org/schema/aop https://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd http://www.springframework.org/schema/context https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
   <context:component-scan base-package="com.bjwl.*"/>
   <!--目标（业务）对象-->
   <bean id="student" class="com.bjwl.xmltest.Student"/>
   <bean id="teacher" class="com.bjwl.xmltest.Teacher"/>
   <!--通知（切面）对象-->
   <bean id="checktor" class="com.bjwl.xmltest.Checktor"></bean>

<aop:config>
       <!--定义（切面）对象-->
       <aop:aspect ref="checktor">
           <!--定义切点-->
           <aop:pointcut id="point_test_d" expression="execution(* com.bjwl.xmltest.Student.to*(..))"/>
           <!--定义通知-->
           <aop:before method="takeTemperature" pointcut-ref="point_test_d"></aop:before>
           <aop:after method="washHand" pointcut-ref="point_test_d"></aop:after>
       </aop:aspect>
   </aop:config>
</beans>

其中：目标对象是student对象，切点是student对象中方法名前两个字母是to的所有方法，事前执行测温（takeTemperature）、事后执行洗手（washHand）
测试代码如下：

public class StudentTest {
   @Test
   public void toSchool() {
       ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext(
               "bean02.xml"
       );
       Student student = (Student)applicationContext.getBean("student");
       student.toSchool();
   }
}

运行结果如下：

如果教师需也需要测温，编写教师类，代码如下：

public class Teacher {
   public void toSchool(){
       System.out.println("高高兴兴去上班！");
   }

public void toEat(){
       System.out.println("教工餐厅去吃饭！");
   }

public void toClass(){
       System.out.println("排排坐，听讲座！");
   }
}

xml文件更改如下：

   <aop:config>
       <!--定义（切面）对象-->
       <aop:aspect ref="checktor">
           <!--定义切点-->
           <aop:pointcut id="point_test_d" expression="execution(* com.bjwl.xmltest.*.to*(..))"/>
           <!--定义通知-->
           <aop:before method="takeTemperature" pointcut-ref="point_test_d"></aop:before>
           <aop:after method="washHand" pointcut-ref="point_test_d"></aop:after>
       </aop:aspect>
   </aop:config>

则表示com.bjwl.xmltest中的所有类的对象均为目标对象，前两个字母带to的方法前后均为切点。

注解方式：
学生类代码：

切面类的代码

xml文件：

运行结果等同，XML文件。

这样做的好处，学生类、教师类、切面类具有职责单一性，提现业务逻辑封装性，动态增强符合开闭原则。

小结

以上简单的介绍了面向切面编程的基本概念和基本用法。用好面向切面的编程技术很不易，因为切点只能设置到需要增强功能前面或后面，对程序设计人员要求很高，要求能够根据编程经验和技巧设计出合理的切点，需要提现类的层次性。如：执行SQL语句前，在控制台输出完整的SQL语句的切点，切点就不能设置到你自己定义的Dao中，而是设置在PrepareStatement的exectuce的方法前。不过也不用担心，使用各种框架时，常用的日志等，已经给我们设置了开关变量，我们直接使用即可，非常简单。

来源：https://blog.csdn.net/guoyp2126/article/details/120247685