java開發AOP面向切面編程入門

Posted on 2021-10-13 by WalkonNet

引言

在實際應用場景中，我們封裝一個學生的類，這個類用於封裝學生的日常行為，如：上學、吃飯、上課等。然而，在疫情期間，學生上學時入校、吃飯時進入餐廳，需要測溫查驗證件等行為，拿到這樣的需求我們怎麼辦？

不好的解決方案

面向過程的解決方案

遇到問題解決問題，在上學、吃飯方法中加上測溫、查驗證件方法，或者在學生類中提煉一個測溫查驗證件私有的方法，在需要時調用。

代碼如下：

public class Student {
    public void toSchool(){
        check();
        System.out.println("高高興興去上學！");
    }
    public void toEat(){
        check();
        System.out.println("一號餐廳去吃飯！");
    }

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

    public void getUp(){
        System.out.println("起床啦！");
    }
    
    private void check(){
        System.out.println("查驗證件、測體溫");
    }
}

這種方式存在問題隻是頭痛醫頭、腳痛醫腳，代碼硬拷貝，現在教師進校門也要查驗證件測溫，如何辦？將check代碼復制到教師類中，再者，如果check()中業務規則發生變化，則需要到處改代碼，顯然是一種非常蹩腳的解決方案。

使用繼承解決方案

創建一個man的基類，將check()方法放到該類中，教師、學生均繼承此類，子類調用這個方法即可，

代碼如下：

public class Man {
    protected void check(){
        System.out.println("查驗證件、測體溫");
    }
}

public class Student extends Man {

    public void toSchool(){
        check();
        System.out.println("高高興興去上學！");
    }

    public void toEat(){
        check();
        System.out.println("一號餐廳去吃飯！");
    }
}

public class Teacher extends Man {
    public void toSchool(){
        check();
        System.out.println("高高興興去上班！");
    }

    public void toEat(){
        check();
        System.out.println("教工餐廳去吃飯！");
    }

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

這種方式，雖然解決瞭代碼復制問題，但違背瞭面向對象程序設計的單一職責原則，因為查驗證件測溫等均不是學生或教師應該擁有的職責，類的劃分職責不清，增加瞭代碼擴展維護的難度。

使用聚合的解決方案

將查驗證件測溫等行為封裝一個獨立的類，學生和教師的依然隻封裝他們固有的方法，

代碼如下：

public class Checktor {
    public void takeTemperature(){
        System.out.println("查驗證件、測體溫");
    }
}
public class Student {
    private Checktor checktor = new Checktor();

    public void toSchool(){
        checktor.takeTemperature();
        System.out.println("高高興興去上學！");
    }

    public void toEat(){
        checktor.takeTemperature();
        System.out.println("一號餐廳去吃飯！");
    }
}

這種方法很好的解決瞭面向對象程序設計單一職責原則，體現瞭類的封裝性，但是代碼侵入性很強，而且代碼僵化，維護性差。如疫情結束瞭，我們要求取消查驗證件和測溫，就需要改原有的代碼，破壞瞭開閉原則，增加瞭程序員的工作量。有些人寫配置開關變量，在調用時使用ifelse進行判斷是否調用也能遵循開關變量，但是代碼中包含瞭一些可能用不到代碼，不優雅，不是很好解決方案。

面向切面的編程基本概念

面向切面的編程是不破壞原有類封裝性的前提下，動態在其方法前面（before）、後邊（after）及周圍（Around）（前面和後邊）增強功能。

連接點（Joinpoint）：目標對象中每個方法前面、後面均為連接點。如學生類中toSchool、toEat、toClass、getUp方法前面後面均是切入點;
切入點（Point）：需要增強功能方法前面或後面，是切入點，如進學校前、吃飯前需要測體溫，則toSchool、toEat兩個方法前是切入點，其餘的不是;

在這裡插入圖片描述

切面類（Aspect）：也稱通知類，封裝瞭需要增強功能的類，如：Checktor;
通知方法（advice）：需要增強的功能，如：測溫方法；
通知類型：前置通知（Before）、後置通知（After）、環繞通知（around）、異常通知（throwing）、最終通知（after (finally) advice）；

在這裡插入圖片描述

代理（proxy）：將通知應用到目標對象實現機制，是通過創建代理對象完成的
織入（Weaving）：將切面代碼插入到目標對象上，生成代理對象的過程

基於Spring面向切面程序實現

針對學生上學場景，Spring的使用XML和註解兩設計種方式完成面向切面的編程。
工程依賴項：在maven pom文件中，需要引入以下依賴項

     <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：
學生類：

public class Student {

    public void toSchool(){
        System.out.println("高高興興去上學！");
    }

    public void toEat(){
        System.out.println("一號餐廳去吃飯！");
    }

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

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

切面類：

public class Checktor {
    public void takeTemperature(){
        System.out.println("測體溫啦！");
    }

    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.*"/>
    <!--目標（業務）對象-->
    <bean id="student" class="com.bjwl.xmltest.Student"/>
    <bean id="teacher" class="com.bjwl.xmltest.Teacher"/>
    <!--通知（切面）對象-->
    <bean id="checktor" class="com.bjwl.xmltest.Checktor"></bean>

    <aop:config>
        <!--定義（切面）對象-->
        <aop:aspect ref="checktor">
            <!--定義切點-->
            <aop:pointcut id="point_test_d" expression="execution(* com.bjwl.xmltest.Student.to*(..))"/>
            <!--定義通知-->
            <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：目標對象是student對象，切點是student對象中方法名前兩個字母是to的所有方法，事前執行測溫（takeTemperature）、事後執行洗手（washHand）
測試代碼如下：

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

運行結果如下：

在這裡插入圖片描述

如果教師需也需要測溫，編寫教師類，代碼如下：

public class Teacher {
    public void toSchool(){
        System.out.println("高高興興去上班！");
    }

    public void toEat(){
        System.out.println("教工餐廳去吃飯！");
    }

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

xml文件更改如下：

    <aop:config>
        <!--定義（切面）對象-->
        <aop:aspect ref="checktor">
            <!--定義切點-->
            <aop:pointcut id="point_test_d" expression="execution(* com.bjwl.xmltest.*.to*(..))"/>
            <!--定義通知-->
            <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>

則表示com.bjwl.xmltest中的所有類的對象均為目標對象，前兩個字母帶to的方法前後均為切點。

註解方式：
學生類代碼：

在這裡插入圖片描述

切面類的代碼

在這裡插入圖片描述

xml文件：

在這裡插入圖片描述

運行結果等同，XML文件。

這樣做的好處，學生類、教師類、切面類具有職責單一性，提現業務邏輯封裝性，動態增強符合開閉原則。

小結

以上簡單的介紹瞭面向切面編程的基本概念和基本用法。用好面向切面的編程技術很不易，因為切點隻能設置到需要增強功能前面或後面，對程序設計人員要求很高，要求能夠根據編程經驗和技巧設計出合理的切點，需要提現類的層次性。如：執行SQL語句前，在控制臺輸出完整的SQL語句的切點，切點就不能設置到你自己定義的Dao中，而是設置在PrepareStatement的exectuce的方法前。不過也不用擔心，使用各種框架時，常用的日志等，已經給我們設置瞭開關變量，我們直接使用即可，非常簡單。

以上就是java開發AOP面向切面編程入門的詳細內容，更多關於java面向切面編程的資料請關註WalkonNet其它相關文章！

java開發AOP面向切面編程入門

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不好的解決方案

面向過程的解決方案

使用繼承解決方案

使用聚合的解決方案

面向切面的編程基本概念

基於Spring面向切面程序實現

小結

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使用繼承解決方案

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面向切面的編程基本概念

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