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面试题:Java Spring框架下通过注解实现AOP的原理及关键步骤

请详细说明在Spring框架里,利用Java注解实现面向切面编程(AOP)的底层原理。并阐述实现过程中的关键步骤,包括如何定义切面、切入点,以及通知类型的选择和使用。
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编程语言Java

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面试题答案

一键面试

1. Spring AOP底层原理

Spring AOP是基于动态代理实现面向切面编程的。动态代理主要有两种方式:JDK动态代理和CGLIB代理。

  • JDK动态代理:JDK动态代理是基于接口实现的。如果目标对象实现了至少一个接口,Spring AOP会使用JDK动态代理来创建代理对象。代理对象实现了与目标对象相同的接口,通过InvocationHandler来处理方法调用,在调用目标方法前后插入切面逻辑。
  • CGLIB代理:如果目标对象没有实现接口,Spring AOP会使用CGLIB代理。CGLIB通过继承目标类来创建代理对象,生成一个目标类的子类,在子类中重写目标方法,在方法调用前后插入切面逻辑。

2. 关键步骤

定义切面

在Spring中,使用@Aspect注解来定义一个切面类。例如:

import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;

@Aspect
public class LoggingAspect {
    // 切面逻辑会写在这里
}

定义切入点

切入点用于指定在哪些方法上应用切面逻辑。使用@Pointcut注解来定义切入点表达式。例如:

import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;

@Aspect
public class LoggingAspect {
    @Pointcut("execution(* com.example.demo.service.*.*(..))")
    public void serviceMethod() {}
}

上述表达式表示匹配com.example.demo.service包下所有类的所有方法。

通知类型的选择和使用

  • 前置通知(Before Advice):使用@Before注解,在目标方法调用前执行。例如:
import org.aspectj.lang.annotation.Before;

@Aspect
public class LoggingAspect {
    @Before("serviceMethod()")
    public void beforeServiceMethod() {
        System.out.println("Before service method is called.");
    }
}
  • 后置通知(After Advice):使用@After注解,无论目标方法是否正常结束或抛出异常,都会在目标方法调用后执行。例如:
import org.aspectj.lang.annotation.After;

@Aspect
public class LoggingAspect {
    @After("serviceMethod()")
    public void afterServiceMethod() {
        System.out.println("After service method is called.");
    }
}
  • 返回通知(After Returning Advice):使用@AfterReturning注解,在目标方法正常返回后执行。例如:
import org.aspectj.lang.annotation.AfterReturning;

@Aspect
public class LoggingAspect {
    @AfterReturning(pointcut = "serviceMethod()", returning = "result")
    public void afterReturningServiceMethod(Object result) {
        System.out.println("After service method returns with result: " + result);
    }
}
  • 异常通知(After Throwing Advice):使用@AfterThrowing注解,在目标方法抛出异常时执行。例如:
import org.aspectj.lang.annotation.AfterThrowing;

@Aspect
public class LoggingAspect {
    @AfterThrowing(pointcut = "serviceMethod()", throwing = "ex")
    public void afterThrowingServiceMethod(Exception ex) {
        System.out.println("After service method throws an exception: " + ex.getMessage());
    }
}
  • 环绕通知(Around Advice):使用@Around注解,环绕目标方法,提供对目标方法调用的完全控制。例如:
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;

@Aspect
public class LoggingAspect {
    @Around("serviceMethod()")
    public Object aroundServiceMethod(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        System.out.println("Before service method is called.");
        try {
            return joinPoint.proceed();
        } finally {
            System.out.println("After service method is called.");
        }
    }
}

要启用Spring AOP,还需要在配置类或application.xml中开启AspectJ自动代理,例如在配置类中添加@EnableAspectJAutoProxy注解:

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.aop.aspectj.annotation.EnableAspectJAutoProxy;

@Configuration
@EnableAspectJAutoProxy
public class AppConfig {
}