關注點

  1. Spring Framework 的 AOP 功能與應用舉例。

使用 AOP

AOP (Aspect-Oriented Programming, 切面導向程式設計) 允許開發者將「切面關注點」（如日誌、安全、事務管理）從業務邏輯中分離。

在開始之前，我們先釐清幾個核心術語：

  • Aspect (切面)：橫切關注點的模組化（如：LoggingAspect）。
  • Join Point (連接點)：程式執行中的特定點（在 Spring 中通常指方法呼叫）。
  • Advice (通知)：在連接點執行的動作（如：@Before, @After, @Around）。
  • Pointcut (切入點)：定義 Advice 應該在哪些連接點執行的表達式。

加入 Spring AOP 依賴

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-aop</artifactId>
        <version>7.0.5</version>
    </dependency>
</dependencies>

定義一個切面

package com.example;

import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Aspect
@Component
public class LoggingAspect {
    // 定義切入點：當 sparrow 套件下的 MessageService 類別的 getMessage() 被呼叫前
    @Before("execution(* sparrow.MessageService.getMessage(..))")
    public void logBefore() {
        System.out.println("LoggingAspect: Before executing getMessage()");
    }
}

開啟 AOP 功能

@Configuration
@ComponentScan(basePackages = "sparrow") // 掃描 sparrow 套件下的元件
@EnableAspectJAutoProxy // 啟用 AOP 功能
public class AppConfig {
    @Bean
    public MessageService messageService() {
        return new MessageService();
    }
}

AOP 的運作流程

  1. 當 messageService.getMessage() 被呼叫時，Spring AOP 會攔截這個方法呼叫。
  2. 在方法執行前，LoggingAspect.logBefore() 會被執行，輸出 “LoggingAspect: Before executing getMessage()"。
  3. 最後，執行 messageService.getMessage() 的原始邏輯。

設計模式 Proxy Design Pattern (代理模式)

AOP 的實作原理是基於代理模式。Spring AOP 會在執行時期根據情況選擇不同的代理機制：

  1. JDK Dynamic Proxy：若目標類別實作了介面，Spring 預設使用 JDK 動態代理。
  2. CGLIB：若目標類別沒有實作介面，Spring 會透過 CGLIB 在記憶體中建立目標類別的子類別來實作代理。

代理物件會攔截對目標物件的方法呼叫，並在適當的時機執行切面邏輯。

衍伸應用

事務管理 (Transaction Management)

AOP 可以用來實作事務管理，當方法執行時自動開始事務，執行完成後自動提交或回滾。

@Transactional
public void exec() {
    // 這裡的邏輯會在事務中執行
    // 如果發生例外，事務會自動回滾
}

快取處理 (Caching)

AOP 可以實作快取機制，呼叫方法前先檢查快取，若有結果則直接回傳。

  • @Cacheable：方法結果會被快取。
  • @CacheEvict：清除特定快取資料。
  • @CachePut：更新快取資料。

權限控制

結合 Spring Security 實作細粒度的權限控制：

  • @PreAuthorize：方法執行前檢查權限。
  • @PostAuthorize：方法執行後檢查回傳結果。
  • @Secured：基於角色的傳統權限檢查。

註：在 Spring Boot 3 / Spring Security 6 中，建議使用 @EnableMethodSecurity 來啟用此功能。

@PreAuthorize("hasRole('ADMIN')")
public void adminOnlyMethod() {
    // 只有具備 ADMIN 角色的使用者才能執行
}

非同步處理

透過 AOP 實作非同步呼叫，方法會在新的執行緒中執行，不會阻塞主程式。

@Async
public void asyncMethod() {
    // 此邏輯會非同步執行
}

監控統計

利用 @Around 通知來記錄方法的執行時間。

@Aspect
@Component
public class PerformanceAspect {
    @Around("execution(* sparrow..*(..))")
    public Object monitorPerformance(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        long start = System.currentTimeMillis();
        try {
            return joinPoint.proceed(); // 執行初始方法
        } finally {
            long executionTime = System.currentTimeMillis() - start;
            System.out.println(joinPoint.getSignature() + " 執行耗時: " + executionTime + "ms");
        }
    }
}

參考資料