AspectJ在Java与Spring Boot中的应用

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面向切面编程（AOP）简介

AOP 是一种编程范式，旨在通过分离横切关注点来增加模块化。横切关注点是指跨越系统多个部分的功能（如日志记录、安全性、事务管理）。

AOP 核心概念：

切面：对跨越多个类的关注点进行模块化
连接点：程序执行过程中的某个点（方法调用、字段访问等）
通知：在特定连接点执行的动作
切点：匹配连接点的谓词
织入：将切面与其他应用程序类型链接的过程

AspectJ 概述

AspectJ 是 Java 中最流行且功能最全面的 AOP 实现。它提供：

强大的切点语言
不同的织入机制（编译时、编译后、加载时）
超越 Spring AOP 的完整 AOP 支持

AspectJ 与 Spring AOP 对比

特性	AspectJ	Spring AOP
连接点	方法执行、构造函数调用、字段访问等	仅方法执行
织入方式	编译时、编译后、加载时	运行时代理
性能	更优（无运行时开销）	稍慢（使用代理）
复杂度	更复杂	更简单
依赖项	需要 AspectJ 编译器/织入器	内置于 Spring

AspectJ 与 Java

环境设置

在 pom.xml 中添加 AspectJ 依赖（Maven）：

<dependency>
    <groupId>org.aspectj</groupId>
    <artifactId>aspectjrt</artifactId>
    <version>1.9.7</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.aspectj</groupId>
    <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
    <version>1.9.7</version>
</dependency>

配置 AspectJ Maven 插件以实现编译时织入：

<plugin>
    <groupId>org.codehaus.mojo</groupId>
    <artifactId>aspectj-maven-plugin</artifactId>
    <version>1.14.0</version>
    <configuration>
        <complianceLevel>11</complianceLevel>
        <source>11</source>
        <target>11</target>
        <showWeaveInfo>true</showWeaveInfo>
        <verbose>true</verbose>
        <Xlint>ignore</Xlint>
        <encoding>UTF-8</encoding>
    </configuration>
    <executions>
        <execution>
            <goals>
                <goal>compile</goal>
                <goal>test-compile</goal>
            </goals>
        </execution>
    </executions>
</plugin>

创建切面

import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;

@Aspect
public class LoggingAspect {

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

    // 通知
    @Before("serviceMethods()")
    public void logBeforeServiceMethods() {
        System.out.println("服务方法即将执行");
    }
}

通知类型

Before：在连接点之前执行
After：在连接点完成后执行（正常或异常情况）
AfterReturning：在连接点正常完成后执行
AfterThrowing：在方法通过抛出异常退出时执行
Around：环绕连接点（功能最强大的通知）

切点表达式

AspectJ 提供丰富的切点表达式语言：

// 包中的方法执行
@Pointcut("execution(* com.example.service.*.*(..))")

// 类中的方法执行
@Pointcut("execution(* com.example.service.UserService.*(..))")

// 特定名称的方法
@Pointcut("execution(* *..find*(..))")

// 特定返回类型
@Pointcut("execution(public String com.example..*(..))")

// 特定参数类型
@Pointcut("execution(* *.*(String, int))")

// 组合切点
@Pointcut("serviceMethods() && findMethods()")

AspectJ 与 Spring Boot

环境设置

添加 Spring AOP 和 AspectJ 依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.aspectj</groupId>
    <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
    <version>1.9.7</version>
</dependency>

在 Spring Boot 应用中启用 AspectJ 支持：

@SpringBootApplication
@EnableAspectJAutoProxy
public class MyApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MyApplication.class, args);
    }
}

示例：记录执行时间

@Aspect
@Component
public class ExecutionTimeAspect {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ExecutionTimeAspect.class);

    @Around("@annotation(com.example.annotation.LogExecutionTime)")
    public Object logExecutionTime(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        
        Object proceed = joinPoint.proceed();
        
        long executionTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
        
        logger.info("{} 在 {} ms 内执行完成", 
            joinPoint.getSignature(), executionTime);
        
        return proceed;
    }
}

创建自定义注解：

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface LogExecutionTime {
}

在方法上使用：

@Service
public class UserService {
    
    @LogExecutionTime
    public List<User> getAllUsers() {
        // 实现代码
    }
}

示例：事务管理

@Aspect
@Component
public class TransactionAspect {

    @Autowired
    private PlatformTransactionManager transactionManager;

    @Around("@annotation(com.example.annotation.Transactional)")
    public Object manageTransaction(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        TransactionDefinition def = new DefaultTransactionDefinition();
        TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(def);
        
        try {
            Object result = joinPoint.proceed();
            transactionManager.commit(status);
            return result;
        } catch (Exception e) {
            transactionManager.rollback(status);
            throw e;
        }
    }
}

常见使用场景

日志记录：集中记录方法入口/异常
性能监控：跟踪执行时间
事务管理：声明式事务边界
安全性：授权检查
错误处理：一致的异常处理
缓存：自动方法结果缓存
验证：参数验证
审计：跟踪操作者和操作时间

最佳实践

保持切面专注：每个切面应处理一个关注点
使用有意义的名称：清晰的切面和切点名称
避免在切面中包含业务逻辑：切面应处理横切关注点，而非核心逻辑
文档化切面：特别是复杂的切点
考虑性能：环绕通知可能影响性能
测试切面：切面需要像其他代码一样进行测试
使用注解：自定义注解使切面更具声明性
谨慎使用 execution() 与 @annotation()：了解何时使用每种方式

性能考量

编译时织入通常是最快的选择
加载时织入在类加载期间会增加一些开销
运行时织入（Spring AOP）开销最大
复杂的切点可能影响性能
环绕通知比其他通知类型更昂贵

为获得生产环境最佳性能：

尽可能使用编译时织入
保持切点简单
避免过于宽泛的切点表达式

结论

AspectJ 为 Java 和 Spring Boot 应用程序实现横切关注点提供了强大的方式。虽然 Spring AOP 更简单且适用于许多情况，但当您需要超越方法拦截时，AspectJ 提供了更多功能。通过遵循本指南中概述的模式和最佳实践，您可以有效地使用 AspectJ 创建更模块化、更易维护的应用程序。

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目录

面向切面编程（AOP）简介

AspectJ 概述

AspectJ 与 Spring AOP 对比

AspectJ 与 Java

环境设置

创建切面

通知类型

切点表达式

AspectJ 与 Spring Boot

环境设置

示例：记录执行时间

示例：事务管理

常见使用场景

最佳实践

性能考量

结论