Spring AOP和AspectJ是如何工作的？它们有什么区别？

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你好，我是猿java。

Spring AOP和 AspectJ是两个常用的AOP框架，那么，它们是如何工作的？两者之间有什么区别？我们该如何选择？这篇文章来聊一聊。

1. 实现原理

1.1 Spring AOP 的实现原理

Spring AOP，全称 Aspect-Oriented Programming，中文翻译为面向切面编程，主要是基于代理模式来实现面向切面编程。其核心原理包括 3个步骤：

  1. 动态代理：Spring AOP 使用 JDK 动态代理或 CGLIB（Code Generation Library）生成代理对象。当被代理的目标对象实现了接口时，Spring 默认使用 JDK 动态代理；否则，使用 CGLIB 生成子类代理。

  2. 织入机制：在运行时，通过代理对象拦截方法调用，根据配置的切面（Aspect）和通知（Advice）执行相应的增强逻辑（如前置、后置、环绕等）。

  3. 代理链：如果有多个切面，需要按照一定的顺序对目标对象进行多层代理。

1.2 AspectJ 的实现原理

AspectJ 是一个功能更强大的 AOP 框架，提供了更丰富的切面功能和更灵活的织入机制。其实现原理也包括 3个步骤：

  1. 织入时机：
  • 编译时织入（Compile-time Weaving）：在源代码编译成字节码时，将切面逻辑织入目标类。
  • 类加载时织入（Load-time Weaving）：在类被加载到 JVM 时，通过特定的类加载器将切面逻辑织入目标类。
  • 二进制织入（Binary Weaving）：对已经编译好的字节码进行后期修改，加入切面逻辑。

  1. 字节码操作：AspectJ 直接操作字节码，允许对更细粒度的连接点（如字段赋值、构造方法调用等）进行拦截和增强。

  2. 丰富的切点表达式：支持更复杂和精确的切点定义，涵盖更多的连接点类型。

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2. 两者区别

在分析完 Spring AOP和 AspectJ 的工作原理之后，我们来看看两者的区别。关于 Spring AOP和 AspectJ的区别，可以总结成下表：

特性 Spring AOP AspectJ
实现方式 基于动态代理（JDK代理或CGLIB） 基于字节码织入（编译时、类加载时、二进制）
切点范围 主要面向方法级别的连接点 支持方法、构造方法、字段、异常等多种连接点
织入时机 运行时通过代理实现 编译时、类加载时或二进制后期织入
性能 由于使用代理，性能开销相对较小，但功能有限 由于织入在编译或类加载时完成，运行时性能更优，功能更强大
功能丰富度 提供基本的AOP功能，如前置、后置、环绕通知 提供更丰富的AOP功能，包括更复杂的切点表达式和连接点类型
使用复杂度 易于集成和使用，特别是在Spring应用中 相对复杂，需要了解更多的织入机制和配置
适用场景 适合大多数常见的AOP需求，如事务管理、日志记录等 适合需要更深入和复杂AOP功能的场景，如底层框架开发、对非Spring管理对象进行增强等

3. 代码示例

为了更好地理解 Spring AOP 和 AspectJ，下面我们以如何进行日志记录为例，展示两者的实现。

3.1. 使用 Spring AOP

步骤：

  1. 添加依赖（以 Maven 为例）：
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<dependencies>
    <!-- Spring AOP -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-aop</artifactId>
        <version>5.3.23</version>
    </dependency>
    <!-- AspectJ Weaver -->
    <dependency>
        <groupId>org.aspectj</groupId>
        <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
        <version>1.9.19</version>
    </dependency>
</dependencies>
  1. 定义业务类：
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package com.yuanjava.service;

public class UserService {
    public void addUser(String name) {
        System.out.println("Add user: " + name);
    }
}
  1. 定义切面类：
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package com.yuanjava.aspect;

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

@Aspect
public class LoggingAspect {

    @Before("execution(* com.yuanjava.service.UserService.addUser(..))")
    public void logBefore() {
        System.out.println("Add log before method");
    }
}
  1. 配置 Spring 容器（使用 Java 配置）：
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package com.yuanjava.config;

import com.example.aspect.LoggingAspect;
import com.example.service.UserService;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.EnableAspectJAutoProxy;

@Configuration
@EnableAspectJAutoProxy // 启用AOP自动代理
public class AppConfig {

    @Bean
    public UserService userService() {
        return new UserService();
    }

    @Bean
    public LoggingAspect loggingAspect() {
        return new LoggingAspect();
    }
}
  1. 运行测试：
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package com.yuanjava;

import com.yuanjava.config.AppConfig;
import com.yuanjava.service.UserService;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

public class AOPSpringDemo {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        UserService userService = context.getBean(UserService.class);
        userService.addUser("猿java");
        context.close();
    }
}

输出：

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Add log before method
Add user: 猿java

2. 使用 AspectJ

步骤：

  1. 添加依赖（以 Maven 为例）：
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<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.aspectj</groupId>
        <artifactId>aspectjrt</artifactId>
        <version>1.9.19</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.aspectj</groupId>
        <artifactId>aspectjtools</artifactId>
        <version>1.9.19</version>
    </dependency>
</dependencies>
  1. 定义业务类：
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package com.yuanjava.service;

public class UserService {
    public void addUser(String name) {
        System.out.println("Add user: " + name);
    }
}
  1. 定义切面类：
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package com.yuanjava.aspect;

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

@Aspect
public class LoggingAspect {

    @Before("execution(* com.yuanjava.service.UserService.addUser(..))")
    public void logBefore() {
        System.out.println("Add log before method");
    }
}
  1. 编译时织入（使用 AspectJ 编译器 ajc）：

假设项目结构如下：

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src/
├── com/yuanjava/service/UserService.java
├── com/yuanjava/aspect/LoggingAspect.java

运行以下命令进行编译和织入：

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ajc -1.8 -d bin -sourcepath src src/com/yuanjava/service/UserService.java src/com/yuanjava/aspect/LoggingAspect.java
  1. 运行测试：
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package com.yuanjava;

import com.yuanjava.service.UserService;

public class AspectJDemos {
    public static void main(String[] args) {
        UserService userService = new UserService();
        userService.addUser("猿java");
    }
}

输出：

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2
Add log before method
Add user: 猿java

4. 使用场景

4.1 Spring AOP

从整体来看，Spring AOP的使用场景可以包含以下几个方面：

  • 事务管理：在业务方法执行前后开启和提交事务。
  • 日志记录：记录方法执行的日志，如进入、退出、异常等。
  • 权限检查：在方法调用前进行权限验证。
  • 缓存管理：在方法执行前后进行缓存的查询与更新。
  • 性能监控：监控方法的执行时间，进行性能分析。

4.2 AspectJ

从整体来看，AspectJ的使用场景可以包含以下几个方面：

  • 底层框架开发：对第三方库或应用程序进行更深入的字节码增强。
  • 跨库的数据访问：在数据访问层进行统一的拦截和处理。
  • 复杂的业务逻辑拦截：需要对构造方法、字段赋值等进行拦截的场景。
  • 无Spring环境的项目：在不使用 Spring 框架的项目中实现 AOP 功能。
  • 性能优化：需要高性能的字节码级别的增强，减少运行时开销。

适用理由：AspectJ 提供更强大的 AOP 功能和更灵活的织入机制，适用于需要精细控制切面织入时机和范围的复杂应用。

5. 总结

本文，我们分析了 Spring AOP 和 AspectJ 的实现原理，并且通过示例展示了两者如如何使用。

  • Spring AOP：Spring AOP 集成简单，适用于大多数基于 Spring 的应用，易于集成和配置，适合实现常见的横切关注点，如事务管理和日志记录。

  • AspectJ：AspectJ 提供更强大的 AOP 功能和更灵活的织入机制，适用于需要深入字节码级别操作或在非 Spring 环境中实现 AOP 的场景。

在实际业务中，选择哪种 AOP框架取决于项目的具体需求和团队的技术栈选择。对于大多数企业级应用，Spring AOP 已经能够满足需求；而在需要更高阶功能的情况下，可以考虑引入 AspectJ。不管如何选择，作为 Java程序员，建议掌握两者的工作原理。

6. 学习交流

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