【SpringBoot注解-2】AOP相关注解详解

2020-09-16 09:46:21 浏览数 (1)

SpringBoot中的AOP处理

前言

此文，记录了以下内容：

  1. 示例：通过AOP实现接口（参数类型为JSONObject）的参数校验，以及多个切面类的执行顺序问题
  2. @Pointcut、@Around等注解的解读
  3. @Around的使用示例：如何通过@Around修改目标方法参数

1 AOP简介

AOP（Aspect Oriented Programming）是面向切面的编程，其编程思想是把散布于不同业务但功能相同的代码从业务逻辑中抽取出来，封装成独立的模块，这些独立的模块被称为切面，切面的具体功能方法被称为关注点。在业务逻辑执行过程中，AOP会把分离出来的切面和关注点动态切入到业务流程中，这样做的好处是提高了功能代码的重用性和可维护性。

以现实中的例子为例，一个公司会有很多相对独立的部门，分别负责一些业务，比如技术部负责技术研发，市场运营部负责开拓市场，人力资源部负责公司人事，每个部门就可以视为一个切面。如果项目业务扩展，增加新的切面，就类似公司开设新的部门。这样，项目就形成了一种可配置、可插拔的程序结构。 下图（来自网络）就非常形象地展示了AOP的特征：

2 SpringBoot中的AOP处理

2.1 AOP 环境

使用 AOP，首先需要引入 AOP 的依赖。

代码语言：javascript复制
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>

2.2 实现 AOP 切面

下面我们先用一个简略但完整的权限校验的示例展示aop的使用，该例的场景是：

  1. 自定义一个注解PermissionsAnnotation
  2. 创建一个切面类，切点设置为拦截所有标注PermissionsAnnotation的方法，其逻辑为截取到接口的参数，进行简单的权限校验
  3. 将PermissionsAnnotation标注在测试接口类的测试接口test上

具体实现如下：

  1. 自定义一个注解，只要在类上加个 @Aspect 注解即可。@Aspect 注解用来描述一个切面类，定义切面类的时候需要打上这个注解。@Component 注解将该类交给 Spring 来管理。：
代码语言：javascript复制
@Aspect
@Component
public class PermissionsAnnotation {

}
  1. 创建第一个AOP切面类，在这个类里实现第一步权限校验逻辑：
代码语言：javascript复制
package com.example.demo;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Aspect
@Component
@Order(1)
public class PermissionFirstAdvice {

    @Pointcut("@annotation(com.example.demo.PermissionsAnnotation)")
    private void permissionCheck() {
    }


    @Around("permissionCheck()")
    public Object permissionCheckFirst(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        System.out.println("===================第一个切面===================："   System.currentTimeMillis());

        //获取请求参数，详见接口类
        Object[] objects = joinPoint.getArgs();
        Long id = ((JSONObject) objects[0]).getLong("id");
        String name = ((JSONObject) objects[0]).getString("name");
        System.out.println("id1->>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>"   id);
        System.out.println("name1->>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>"   name);

        // id小于0则抛出非法id的异常
        if (id < 0) {
            return JSON.parseObject("{"message":"illegal id","code":403}");
        }
        return joinPoint.proceed();
    }
}
  1. 创建第二个AOP切面类，在这个类里实现第二步权限校验。之所以特地写两个切面类，是为了演示AOP切面执行顺序的问题。注意类上的Order注解，注解后面的数字越小，将越先执行
代码语言：javascript复制
package com.example.demo;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Aspect
@Component
@Order(1)
public class PermissionSecondAdvice {

    @Pointcut("@annotation(com.example.demo.PermissionsAnnotation)")
    private void permissionCheck() {
    }

    @Around("permissionCheck()")
    public Object permissionCheckSecond(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        System.out.println("===================第二个切面===================："   System.currentTimeMillis());

        //获取请求参数，详见接口类
        Object[] objects = joinPoint.getArgs();
        Long id = ((JSONObject) objects[0]).getLong("id");
        String name = ((JSONObject) objects[0]).getString("name");
        System.out.println("id->>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>"   id);
        System.out.println("name->>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>"   name);

        // name不是管理员则抛出异常
        if (!name.equals("admin")) {
            return JSON.parseObject("{"message":"not admin","code":403}");
        }
        return joinPoint.proceed();
    }
}
  1. 创建接口类，并在目标方法上标注自定义注解 PermissionsAnnotation：
代码语言：javascript复制
package com.example.demo;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping(value = "/permission")
public class TestController {
    @RequestMapping(value = "/check", method = RequestMethod.POST)
    @PermissionsAnnotation()
    public JSONObject getGroupList(@RequestBody JSONObject request) {
        return JSON.parseObject("{"message":"SUCCESS","code":200}");
    }
}

使用JMeter调用接口进行测试：

2.3 常用注解

上面的案例中，用到了诸多注解，下面针对这些注解进行详解。

2.3.1 @Pointcut

@Pointcut 注解，用来定义一个切面，即上文中所关注的某件事情的入口，切入点定义了事件触发时机。

代码语言：javascript复制
@Aspect
@Component
public class LogAspectHandler {

    /**
     * 定义一个切面，拦截 com.itcodai.course09.controller 包和子包下的所有方法
     */
    @Pointcut("execution(* com.mutest.controller..*.*(..))")
    public void pointCut() {}
}

@Pointcut 注解指定一个切面，定义需要拦截的东西，这里介绍两个常用的表达式：一个是使用 execution()，另一个是使用 annotation()。

execution表达式：

以 execution(* * com.mutest.controller..*.*(..))) 表达式为例：

  • 第一个 * 号的位置：表示返回值类型，* 表示所有类型。
  • 包名：表示需要拦截的包名，后面的两个句点表示当前包和当前包的所有子包，在本例中指 com.mutest.controller包、子包下所有类的方法。
  • 第二个 * 号的位置：表示类名，* 表示所有类。
  • *(..)：这个星号表示方法名，* 表示所有的方法，后面括弧里面表示方法的参数，两个句点表示任何参数。

annotation() 表达式：

annotation() 方式是针对某个注解来定义切面，比如我们对具有 @PostMapping 注解的方法做切面，可以如下定义切面：

代码语言：javascript复制
@Pointcut("@annotation(org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping)")
public void annotationPointcut() {}

然后使用该切面的话，就会切入注解是 @PostMapping 的所有方法。这种方式很适合处理 @GetMapping、@PostMapping、@DeleteMapping不同注解有各种特定处理逻辑的场景。

还有就是如上面案例所示，针对自定义注解来定义切面。

代码语言：javascript复制
@Pointcut("@annotation(com.example.demo.PermissionsAnnotation)")
private void permissionCheck() {}

2.3.2 @Around

@Around注解用于修饰Around增强处理，Around增强处理非常强大，表现在：

  1. @Around可以自由选择增强动作与目标方法的执行顺序，也就是说可以在增强动作前后，甚至过程中执行目标方法。这个特性的实现在于，调用ProceedingJoinPoint参数的procedd()方法才会执行目标方法。
  2. @Around可以改变执行目标方法的参数值，也可以改变执行目标方法之后的返回值。

Around增强处理有以下特点：

  1. 当定义一个Around增强处理方法时，该方法的第一个形参必须是 ProceedingJoinPoint 类型（至少一个形参）。在增强处理方法体内，调用ProceedingJoinPoint的proceed方法才会执行目标方法：这就是@Around增强处理可以完全控制目标方法执行时机、如何执行的关键；如果程序没有调用ProceedingJoinPoint的proceed方法，则目标方法不会执行。
  2. 调用ProceedingJoinPoint的proceed方法时，还可以传入一个Object[ ]对象，该数组中的值将被传入目标方法作为实参——这就是Around增强处理方法可以改变目标方法参数值的关键。这就是如果传入的Object[ ]数组长度与目标方法所需要的参数个数不相等，或者Object[ ]数组元素与目标方法所需参数的类型不匹配，程序就会出现异常。

@Around功能虽然强大，但通常需要在线程安全的环境下使用。因此，如果使用普通的Before、AfterReturning就能解决的问题，就没有必要使用Around了。如果需要目标方法执行之前和之后共享某种状态数据，则应该考虑使用Around。尤其是需要使用增强处理阻止目标的执行，或需要改变目标方法的返回值时，则只能使用Around增强处理了。

下面，在前面例子上做一些改造，来观察@Around的特点。

自定义注解类不变。首先，定义接口类：

代码语言：javascript复制
package com.example.demo;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping(value = "/permission")
public class TestController {
    @RequestMapping(value = "/check", method = RequestMethod.POST)
    @PermissionsAnnotation()
    public JSONObject getGroupList(@RequestBody JSONObject request) {
        return JSON.parseObject("{"message":"SUCCESS","code":200,"data":"   request   "}");
    }
}

唯一切面类（前面案例有两个切面类，这里只需保留一个即可）：

代码语言：javascript复制
package com.example.demo;

import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.stereotype.Component;


@Aspect
@Component
@Order(1)
public class PermissionAdvice {

    @Pointcut("@annotation(com.example.demo.PermissionsAnnotation)")
    private void permissionCheck() {
    }


    @Around("permissionCheck()")
    public Object permissionCheck(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        System.out.println("===================开始增强处理===================");

        //获取请求参数，详见接口类
        Object[] objects = joinPoint.getArgs();
        Long id = ((JSONObject) objects[0]).getLong("id");
        String name = ((JSONObject) objects[0]).getString("name");
        System.out.println("id1->>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>"   id);
        System.out.println("name1->>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>"   name);

		// 修改入参
        JSONObject object = new JSONObject();
        object.put("id", 8);
        object.put("name", "lisi");
        objects[0] = object;
		
		// 将修改后的参数传入
        return joinPoint.proceed(objects);
    }
}

同样使用JMeter调用接口，传入参数：{"id":-5,"name":"admin"}：

2.3.3 @Before

@Before 注解指定的方法在切面切入目标方法之前执行，可以做一些 Log 处理，也可以做一些信息的统计，比如获取用户的请求 URL 以及用户的 IP 地址等等，这个在做个人站点的时候都能用得到，都是常用的方法。例如下面代码：

代码语言：javascript复制
@Aspect
@Component
@Slf4j
public class LogAspectHandler {
    /**
     * 在上面定义的切面方法之前执行该方法
     * @param joinPoint jointPoint
     */
    @Before("pointCut()")
    public void doBefore(JoinPoint joinPoint) {
        log.info("====doBefore方法进入了====");

        // 获取签名
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        // 获取切入的包名
        String declaringTypeName = signature.getDeclaringTypeName();
        // 获取即将执行的方法名
        String funcName = signature.getName();
        log.info("即将执行方法为: {}，属于{}包", funcName, declaringTypeName);

        // 也可以用来记录一些信息，比如获取请求的 URL 和 IP
        ServletRequestAttributes attributes = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes();
        HttpServletRequest request = attributes.getRequest();
        // 获取请求 URL
        String url = request.getRequestURL().toString();
        // 获取请求 IP
        String ip = request.getRemoteAddr();
        log.info("用户请求的url为：{}，ip地址为：{}", url, ip);
    }
}

JointPoint 对象很有用，可以用它来获取一个签名，利用签名可以获取请求的包名、方法名，包括参数（通过 joinPoint.getArgs() 获取）等。

2.3.4 @After

@After 注解和 @Before 注解相对应，指定的方法在切面切入目标方法之后执行，也可以做一些完成某方法之后的 Log 处理。

代码语言：javascript复制
@Aspect
@Component
@Slf4j
public class LogAspectHandler {
    /**
     * 定义一个切面，拦截 com.mutest.controller 包下的所有方法
     */
    @Pointcut("execution(* com.mutest.controller..*.*(..))")
    public void pointCut() {}

    /**
     * 在上面定义的切面方法之后执行该方法
     * @param joinPoint jointPoint
     */
    @After("pointCut()")
    public void doAfter(JoinPoint joinPoint) {

        log.info("==== doAfter 方法进入了====");
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String method = signature.getName();
        log.info("方法{}已经执行完", method);
    }
}

到这里，我们来写个 Controller 测试一下执行结果，新建一个 AopController 如下：

代码语言：javascript复制
@RestController
@RequestMapping("/aop")
public class AopController {

    @GetMapping("/{name}")
    public String testAop(@PathVariable String name) {
        return "Hello "   name;
    }
}

启动项目，在浏览器中输入：localhost:8080/aop/csdn，观察一下控制台的输出信息：

代码语言：javascript复制
====doBefore 方法进入了====  
即将执行方法为: testAop，属于com.itcodai.mutest.AopController包  
用户请求的 url 为：http://localhost:8080/aop/name，ip地址为：0:0:0:0:0:0:0:1  
==== doAfter 方法进入了====  
方法 testAop 已经执行完

从打印出来的 Log 中可以看出程序执行的逻辑与顺序，可以很直观的掌握 @Before 和 @After 两个注解的实际作用。

2.3.5 @AfterReturning

@AfterReturning 注解和 @After 有些类似，区别在于 @AfterReturning 注解可以用来捕获切入方法执行完之后的返回值，对返回值进行业务逻辑上的增强处理，例如：

代码语言：javascript复制
@Aspect
@Component
@Slf4j
public class LogAspectHandler {
    /**
     * 在上面定义的切面方法返回后执行该方法，可以捕获返回对象或者对返回对象进行增强
     * @param joinPoint joinPoint
     * @param result result
     */
    @AfterReturning(pointcut = "pointCut()", returning = "result")
    public void doAfterReturning(JoinPoint joinPoint, Object result) {

        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String classMethod = signature.getName();
        log.info("方法{}执行完毕，返回参数为：{}", classMethod, result);
        // 实际项目中可以根据业务做具体的返回值增强
        log.info("对返回参数进行业务上的增强：{}", result   "增强版");
    }
}

需要注意的是，在 @AfterReturning 注解 中，属性 returning 的值必须要和参数保持一致，否则会检测不到。该方法中的第二个入参就是被切方法的返回值，在 doAfterReturning 方法中可以对返回值进行增强，可以根据业务需要做相应的封装。我们重启一下服务，再测试一下：

代码语言：javascript复制
方法 testAop 执行完毕，返回参数为：Hello CSDN  
对返回参数进行业务上的增强：Hello CSDN 增强版

2.3.6 @AfterThrowing

当被切方法执行过程中抛出异常时，会进入 @AfterThrowing 注解的方法中执行，在该方法中可以做一些异常的处理逻辑。要注意的是 throwing 属性的值必须要和参数一致，否则会报错。该方法中的第二个入参即为抛出的异常。

代码语言：javascript复制
@Aspect
@Component
@Slf4j
public class LogAspectHandler {
    /**
     * 在上面定义的切面方法执行抛异常时，执行该方法
     * @param joinPoint jointPoint
     * @param ex ex
     */
    @AfterThrowing(pointcut = "pointCut()", throwing = "ex")
    public void afterThrowing(JoinPoint joinPoint, Throwable ex) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String method = signature.getName();
        // 处理异常的逻辑
        log.info("执行方法{}出错，异常为：{}", method, ex);
    }
}
aop 网络安全

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