我们一起了解 Spring 中的 AOP ！

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本文转载自微信公众号「程序员千羽」，作者程序员千羽 。转载本文请联系程序员千羽公众号。

• 1. Spring AOP简介
• 2. 动态代理
• jdk动态代理
• CGLIB代理
• 3. 基于代理类的AOP实现
• Spring的通知类型
• ProxyFactoryBean
• 4. AspectJ开发
• 基于XML的声明式AspectJ
• 基于注解的声明式AspectJ(常用)

“GitHub：https://github.com/nateshao/ssm/tree/master/103-spring-aop

1. Spring AOP简介

什么是AOP?

AOP的全称是Aspect-Oriented Programming，即面向切面编程(也称面向方面编程)。它是面向对象编程(OOP)的一种补充，目前已成为一种比较成熟的编程方式。

在传统的业务处理代码中，通常都会进行事务处理、日志记录等操作。虽然使用OOP可以通过组合或者继承的方式来达到代码的重用，但如果要实现某个功能(如日志记录)，同样的代码仍然会分散到各个方法中。这样，如果想要关闭某个功能，或者对其进行修改，就必须要修改所有的相关方法。这不但增加了开发人员的工作量，而且提高了代码的出错率。

为了解决这一问题，AOP思想随之产生。AOP采取横向抽取机制，将分散在各个方法中的重复代码提取出来，然后在程序编译或运行时，再将这些提取出来的代码应用到需要执行的地方。这种采用横向抽取机制的方式，采用传统的OOP思想显然是无法办到的，因为OOP只能实现父子关系的纵向的重用。虽然AOP是一种新的编程思想，但却不是OOP的替代品，它只是OOP的延伸和补充。

类与切面的关系

AOP的使用，使开发人员在编写业务逻辑时可以专心于核心业务，而不用过多的关注于其他业务逻辑的实现，这不但提高了开发效率，而且增强了代码的可维护性。

Proxy(代理)：将通知应用到目标对象之后，被动态创建的对象。

Weaving(织入)：将切面代码插入到目标对象上，从而生成代理对象的过程。

2. 动态代理

jdk动态代理

“JDK动态代理是通过java.lang.reflect.Proxy 类来实现的，我们可以调用Proxy类的newProxyInstance()方法来创建代理对象。对于使用业务接口的类，Spring默认会使用JDK动态代理来实现AOP。

UserDao.java

public interface UserDao { 
    public void addUser(); 
    public void deleteUser(); 
} 

UserDaoImpl.java

package com.nateshao.aop; 
 
import org.springframework.stereotype.Repository; 
 
/** 
 * @date Created by 邵桐杰 on 2021/10/14 17:59 
 * @微信公众号 程序员千羽 
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 * Description: 
 */ 
@Repository("userDao") 
public class UserDaoImpl implements UserDao{ 
    @Override 
    public void addUser() { 
        System.out.println("添加用户"); 
    } 
 
    @Override 
    public void deleteUser() { 
        System.out.println("删除用户"); 
    } 
} 

JdkProxy.java

package com.nateshao.aop; 
 
import com.nateshao.aspect.MyAspect; 
import java.lang.reflect.InvocationHandler; 
import java.lang.reflect.Method; 
import java.lang.reflect.Proxy; 
 
/** 
 * @date Created by 邵桐杰 on 2021/10/14 18:01 
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 * Description: JDK代理类 
 */ 
public class JdkProxy implements InvocationHandler { 
    // 声明目标类接口 
    private UserDao userDao; 
    // 创建代理方法 
    public  Object createProxy(UserDao userDao) { 
        this.userDao = userDao; 
        // 1.类加载器 
        ClassLoader classLoader = JdkProxy.class.getClassLoader(); 
        // 2.被代理对象实现的所有接口 
        Class[] clazz = userDao.getClass().getInterfaces(); 
        // 3.使用代理类，进行增强，返回的是代理后的对象 
        return  Proxy.newProxyInstance(classLoader,clazz,this); 
    } 
 
    /** 
     * 所有动态代理类的方法调用，都会交由invoke()方法去处理 
     * @param proxy 被代理后的对象 
     * @param method 将要被执行的方法信息（反射） 
     * @param args 执行方法时需要的参数 
     * @return 
     * @throws Throwable 
     */ 
    @Override 
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) 
            throws Throwable { 
        // 声明切面 
        MyAspect myAspect = new MyAspect(); 
        // 前增强 
        myAspect.check_Permissions(); 
        // 在目标类上调用方法，并传入参数 
        Object obj = method.invoke(userDao, args); 
        // 后增强 
        myAspect.log(); 
        return obj; 
    } 
} 

CGLIB代理

通过前面的学习可知，JDK的动态代理用起来非常简单，但它是有局限性的，使用动态代理的对象必须实现一个或多个接口。

如果想代理没有实现接口的类，那么可以使用CGLIB代理。

“CGLIB(Code Generation Library)是一个高性能开源的代码生成包，它采用非常底层的字节码技术，对指定的目标类生成一个子类，并对子类进行增强。

UserDao.java

public class UserDao { 
 
    public void addUser(){ 
        System.out.println("添加用户"); 
    } 
 
    public void deleteUser(){ 
        System.out.println("添加用户"); 
    } 
} 

CglibProxy.java

package com.nateshao.cglib; 
 
import com.nateshao.aspect.MyAspect; 
import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer; 
import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor; 
import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy; 
import java.lang.reflect.Method; 
 
/** 
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 * Description: 
 */ 
// 代理类 
public class CglibProxy implements MethodInterceptor { 
    // 代理方法 
    public  Object createProxy(Object target) { 
        // 创建一个动态类对象 
        Enhancer enhancer = new Enhancer(); 
        // 确定需要增强的类，设置其父类 
        enhancer.setSuperclass(target.getClass()); 
        // 添加回调函数 
        enhancer.setCallback(this); 
        // 返回创建的代理类 
        return enhancer.create(); 
    } 
 
    /** 
     * @param proxy CGlib根据指定父类生成的代理对象 
     * @param method 拦截的方法 
     * @param args 拦截方法的参数数组 
     * @param methodProxy 方法的代理对象，用于执行父类的方法 
     * @return 
     * @throws Throwable 
     */ 
    @Override 
    public Object intercept(Object proxy, Method method, Object[] args, 
                            MethodProxy methodProxy) throws Throwable { 
        // 创建切面类对象 
        MyAspect myAspect = new MyAspect(); 
        // 前增强 
        myAspect.check_Permissions(); 
        // 目标方法执行 
        Object obj = methodProxy.invokeSuper(proxy, args); 
        // 后增强 
        myAspect.log(); 
        return obj; 
    } 
} 

CglibTest.java

package com.nateshao.cglib; 
 
/** 
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 * @GitHub https://github.com/nateshao 
 * @Gitee https://gitee.com/nateshao 
 * Description: 
 */ 
public class CglibTest { 
    public static void main(String[] args) { 
        // 创建代理对象 
        CglibProxy cglibProxy = new CglibProxy(); 
        // 创建目标对象 
        UserDao userDao = new UserDao(); 
        // 获取增强后的目标对象 
        UserDao userDao1 = (UserDao)cglibProxy.createProxy(userDao); 
        // 执行方法 
        userDao1.addUser(); 
        userDao1.deleteUser(); 
    } 
} 

3. 基于代理类的AOP实现

Spring的通知类型

Spring按照通知在目标类方法的连接点位置，可以分为5种类型，具体如下：

• org.springframework.aop.MethodBeforeAdvice(前置通知)

在目标方法执行前实施增强，可以应用于权限管理等功能。

• org.springframework.aop.AfterReturningAdvice(后置通知)

在目标方法执行后实施增强，可以应用于关闭流、上传文件、删除临时文件等功能。

• org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor(环绕通知)

在目标方法执行前后实施增强，可以应用于日志、事务管理等功能。

• org.springframework.aop.ThrowsAdvice(异常抛出通知)

在方法抛出异常后实施增强，可以应用于处理异常记录日志等功能。

• org.springframework.aop.IntroductionInterceptor(引介通知)

在目标类中添加一些新的方法和属性，可以应用于修改老版本程序。

ProxyFactoryBean

“ProxyFactoryBean是FactoryBean接口的实现类，FactoryBean负责实例化一个Bean，而ProxyFactoryBean负责为其他Bean创建代理实例。在Spring中，使用ProxyFactoryBean是创建AOP代理的基本方式。

ProxyFactoryBean类中的常用可配置属性如下：

代码实现

MyAspect.java

package com.nateshao.factorybean; 
 
import org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor; 
import org.aopalliance.intercept.MethodInvocation; 
 
/** 
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 * Description:  切面类 
 */ 
public class MyAspect implements MethodInterceptor { 
 
    @Override 
    public Object invoke(MethodInvocation mi) throws Throwable { 
        check_Permissions(); 
        // 执行目标方法 
        Object obj = mi.proceed(); 
        log(); 
        return obj; 
    } 
    public void check_Permissions(){ 
        System.out.println("模拟检查权限..."); 
    } 
    public void log(){ 
        System.out.println("模拟记录日志..."); 
    } 
} 

applicationContext.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> 
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" 
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans 
 http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.3.xsd"> 
    <!-- 1 目标类 --> 
    <bean id="userDao" class="com.nateshao.jdk.UserDaoImpl" /> 
    <!-- 2 切面类 --> 
    <bean id="myAspect" class="com.nateshao.factorybean.MyAspect" /> 
    <!-- 3 使用Spring代理工厂定义一个名称为userDaoProxy的代理对象 --> 
    <bean id="userDaoProxy" 
          class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean"> 
        <!-- 3.1 指定代理实现的接口--> 
        <property name="proxyInterfaces" 
                  value="com.nateshao.jdk.UserDao" /> 
        <!-- 3.2 指定目标对象 --> 
        <property name="target" ref="userDao" /> 
        <!-- 3.3 指定切面,织入环绕通知 --> 
        <property name="interceptorNames" value="myAspect" /> 
        <!-- 3.4 指定代理方式，true：使用cglib，false(默认)：使用jdk动态代理 --> 
        <property name="proxyTargetClass" value="true" /> 
    </bean> 
</beans> 

 

 

ProxyFactoryBeanTest.java

package com.nateshao.factorybean; 
 
import com.nateshao.jdk.UserDao; 
import org.springframework.context.ApplicationContext; 
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext; 
 
/** 
 * @date Created by 邵桐杰 on 2021/10/14 18:41 
 * @微信公众号 程序员千羽 
 * @个人网站 www.nateshao.cn 
 * @博客 https://nateshao.gitee.io 
 * @GitHub https://github.com/nateshao 
 * @Gitee https://gitee.com/nateshao 
 * Description: 测试类 
 */ 
public class ProxyFactoryBeanTest { 
    public static void main(String args[]) { 
        String xmlPath = "applicationContext.xml"; 
        ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext(xmlPath); 
        // 从Spring容器获得内容 
        UserDao userDao = (UserDao) applicationContext.getBean("userDaoProxy"); 
        // 执行方法 
        userDao.addUser(); 
        userDao.deleteUser(); 
    } 
} 

4. AspectJ开发

“概述：AspectJ是一个基于Java语言的AOP框架，它提供了强大的AOP功能。Spring 2.0以后，Spring AOP引入了对AspectJ的支持，并允许直接使用AspectJ进行编程，而Spring自身的AOP API也尽量与AspectJ保持一致。新版本的Spring框架，也建议使用AspectJ来开发AOP。使用AspectJ实现AOP有两种方式：一种是基于XML的声明式AspectJ，另一种是基于注解的声明式AspectJ。

基于XML的声明式AspectJ

“基于XML的声明式AspectJ是指通过XML文件来定义切面、切入点及通知，所有的切面、切入点和通知都必须定义在< aop:config >元素内。

< aop:config >元素及其子元素如下：

小提示：图中灰色部分标注的元素即为常用的配置元素

XML文件中常用元素的配置方式如下：

<bean id="myAspect" class="com.nateshao.aspectj.xml.MyAspect" /> 
<aop:config> 
<aop:aspect  id="aspect"  ref="myAspect"> 
    <aop:pointcut expression="execution(* com.nateshao.jdk.*.*(..))“ id="myPointCut" /> 
                  <aop:before method="myBefore" pointcut-ref="myPointCut" /> 
                  <aop:after-returning method="myAfterReturning“ pointcut-ref="myPointCut"                            returning="returnVal" /> 
    <aop:around method="myAround" pointcut-ref="myPointCut" /> 
    <aop:after-throwing method="myAfterThrowing“ pointcut-ref="myPointCut" throwing="e" /> 
                  <aop:after method="myAfter" pointcut-ref="myPointCut" /> 
    </aop:aspect> 
</aop:config> 

 

 

配置切面

“在Spring的配置文件中，配置切面使用的是< aop:aspect >元素，该元素会将一个已定义好的Spring Bean转换成切面Bean，所以要在配置文件中先定义一个普通的Spring Bean。

配置< aop:aspect >元素时，通常会指定id和ref两个属性。

id：用于定义该切面的唯一标识名称。 ref：用于引用普通的Spring Bean

配置切入点

“当< aop:pointcut>元素作为< aop:config>元素的子元素定义时，表示该切入点是全局切入点，它可被多个切面所共享;当< aop:pointcut>元素作为< aop:aspect>元素的子元素时，表示该切入点只对当前切面有效。

在定义< aop:pointcut>元素时，通常会指定id和expression两个属性。

id：用于指定切入点的唯-标识名称。. expressione：用于指定切入点关联的切入点表达式

切入点表达式

• execution(* com.nateshao.jdk. * . * (..)) 是定义的切入点表达式，该切入点表达式的意思是匹配com.nateshao.jdk包中任意类的任意方法的执行。
• execution(* com.nateshao.jdk..(..)) ：表达式的主体
• execution(* ：* 表示所有返回类型
• com.nateshao.jdk：需要拦截的包名字
• execution(* com.nateshao.jdk. * ：* 代表所有类
• execution(* com.nateshao.jdk. * . * ：方法名，使用* 代表所有方法
• execution(* com.nateshao.jdk..(..)) ：. . 表示任意参数

配置通知

“使用< aop:aspect>的子元素可以配置5种常用通知，这5个子元素不支持使用子元素，但在使用时可以指定一些属性，其常用属性及其描述如下：

MyAspect.java

package com.nateshao.aspectj.xml; 
 
import org.aspectj.lang.JoinPoint; 
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint; 
/** 
 * @date Created by 邵桐杰 on 2021/10/14 19:56 
 * @微信公众号 程序员千羽 
 * @个人网站 www.nateshao.cn 
 * @博客 https://nateshao.gitee.io 
 * @GitHub https://github.com/nateshao 
 * @Gitee https://gitee.com/nateshao 
 * Description: 切面类，在此类中编写通知 
 */ 
public class MyAspect { 
    // 前置通知 
    public void myBefore(JoinPoint joinPoint) { 
        System.out.print("前置通知 ：模拟执行权限检查...,"); 
        System.out.print("目标类是："+joinPoint.getTarget() ); 
        System.out.println(",被织入增强处理的目标方法为：" 
                +joinPoint.getSignature().getName()); 
    } 
    // 后置通知 
    public void myAfterReturning(JoinPoint joinPoint) { 
        System.out.print("后置通知：模拟记录日志...," ); 
        System.out.println("被织入增强处理的目标方法为：" 
                + joinPoint.getSignature().getName()); 
    } 
    /** 
     * 环绕通知 
     * ProceedingJoinPoint 是JoinPoint子接口，表示可以执行目标方法 
     * 1.必须是Object类型的返回值 
     * 2.必须接收一个参数，类型为ProceedingJoinPoint 
     * 3.必须throws Throwable 
     */ 
    public Object myAround(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint) 
            throws Throwable { 
        // 开始 
        System.out.println("环绕开始：执行目标方法之前，模拟开启事务..."); 
        // 执行当前目标方法 
        Object obj = proceedingJoinPoint.proceed(); 
        // 结束 
        System.out.println("环绕结束：执行目标方法之后，模拟关闭事务..."); 
        return obj; 
    } 
    // 异常通知 
    public void myAfterThrowing(JoinPoint joinPoint, Throwable e) { 
        System.out.println("异常通知：" + "出错了" + e.getMessage()); 
    } 
    // 最终通知 
    public void myAfter() { 
        System.out.println("最终通知：模拟方法结束后的释放资源..."); 
    } 
} 

config.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> 
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" 
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans 
   http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.3.xsd"> 
    <!-- 1 目标类 --> 
    <bean id="userDao" class="com.nateshao.jdk.UserDaoImpl" /> 
    <!-- 2 切面类 --> 
    <bean id="myAspect" class="com.nateshao.factorybean.MyAspect" /> 
    <!-- 3 使用Spring代理工厂定义一个名称为userDaoProxy的代理对象 --> 
    <bean id="userDaoProxy" 
          class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean"> 
        <!-- 3.1 指定代理实现的接口--> 
        <property name="proxyInterfaces" 
                  value="com.nateshao.jdk.UserDao" /> 
        <!-- 3.2 指定目标对象 --> 
        <property name="target" ref="userDao" /> 
        <!-- 3.3 指定切面,织入环绕通知 --> 
        <property name="interceptorNames" value="myAspect" /> 
        <!-- 3.4 指定代理方式，true：使用cglib，false(默认)：使用jdk动态代理 --> 
        <property name="proxyTargetClass" value="true" /> 
    </bean> 
</beans> 

 

 

TestXmlAspectj.java

package com.nateshao.aspectj.xml; 
 
import com.nateshao.jdk.UserDao; 
import org.springframework.context.ApplicationContext; 
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext; 
 
/** 
 * @date Created by 邵桐杰 on 2021/10/14 19:58 
 * @微信公众号 程序员千羽 
 * @个人网站 www.nateshao.cn 
 * @博客 https://nateshao.gitee.io 
 * @GitHub https://github.com/nateshao 
 * @Gitee https://gitee.com/nateshao 
 * Description: 
 */ 
public class TestXmlAspectj { 
    public static void main(String args[]) { 
        String xmlPath = 
                "config.xml"; 
        ApplicationContext applicationContext = 
                new ClassPathXmlApplicationContext(xmlPath); 
        // 1 从spring容器获得内容 
        UserDao userDao = (UserDao) applicationContext.getBean("userDao"); 
        // 2 执行方法 
        userDao.addUser(); 
    } 
} 

基于注解的声明式AspectJ(常用)

AspectJ框架为AOP的实现提供了一套注解，用以取代Spring配置文件中为实现AOP功能所配置的臃肿代码。AspectJ的注解及其描述如下所示：

MyAspect.java

package com.nateshao.aspectj.annotation; 
 
import org.aspectj.lang.JoinPoint; 
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint; 
import org.aspectj.lang.annotation.*; 
import org.springframework.stereotype.Component; 
 
/** 
 * @date Created by 邵桐杰 on 2021/10/14 20:06 
 * @微信公众号 程序员千羽 
 * @个人网站 www.nateshao.cn 
 * @博客 https://nateshao.gitee.io 
 * @GitHub https://github.com/nateshao 
 * @Gitee https://gitee.com/nateshao 
 * Description: 切面类，在此类中编写通知 
 */ 
@Aspect 
@Component 
public class MyAspect { 
    // 定义切入点表达式 
    @Pointcut("execution(* com.nateshao.jdk.*.*(..))") 
    // 使用一个返回值为void、方法体为空的方法来命名切入点 
    private void myPointCut(){} 
    // 前置通知 
    @Before("myPointCut()") 
    public void myBefore(JoinPoint joinPoint) { 
        System.out.print("前置通知 ：模拟执行权限检查...,"); 
        System.out.print("目标类是："+joinPoint.getTarget() ); 
        System.out.println(",被织入增强处理的目标方法为：" 
                +joinPoint.getSignature().getName()); 
    } 
    // 后置通知 
    @AfterReturning(value="myPointCut()") 
    public void myAfterReturning(JoinPoint joinPoint) { 
        System.out.print("后置通知：模拟记录日志...," ); 
        System.out.println("被织入增强处理的目标方法为：" 
                + joinPoint.getSignature().getName()); 
    } 
    // 环绕通知 
    @Around("myPointCut()") 
    public Object myAround(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint) 
            throws Throwable { 
        // 开始 
        System.out.println("环绕开始：执行目标方法之前，模拟开启事务..."); 
        // 执行当前目标方法 
        Object obj = proceedingJoinPoint.proceed(); 
        // 结束 
        System.out.println("环绕结束：执行目标方法之后，模拟关闭事务..."); 
        return obj; 
    } 
    // 异常通知 
    @AfterThrowing(value="myPointCut()",throwing="e") 
    public void myAfterThrowing(JoinPoint joinPoint, Throwable e) { 
        System.out.println("异常通知：" + "出错了" + e.getMessage()); 
    } 
    // 最终通知 
    @After("myPointCut()") 
    public void myAfter() { 
        System.out.println("最终通知：模拟方法结束后的释放资源..."); 
    } 
} 

annotation.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> 
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" 
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
       xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" 
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context" 
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans 
  http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.3.xsd 
  http://www.springframework.org/schema/aop 
  http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-4.3.xsd 
  http://www.springframework.org/schema/context 
  http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-4.3.xsd"> 
    <!-- 指定需要扫描的包，使注解生效 --> 
    <context:component-scan base-package="com.nateshao" /> 
    <!-- 启动基于注解的声明式AspectJ支持 --> 
    <aop:aspectj-autoproxy /> 
</beans> 

 

TestAnnotationAspectj.java

package com.nateshao.aspectj.annotation; 
 
import com.nateshao.jdk.UserDao; 
import org.springframework.context.ApplicationContext; 
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext; 
/** 
 * @date Created by 邵桐杰 on 2021/10/14 20:09 
 * @微信公众号 程序员千羽 
 * @个人网站 www.nateshao.cn 
 * @博客 https://nateshao.gitee.io 
 * @GitHub https://github.com/nateshao 
 * @Gitee https://gitee.com/nateshao 
 * Description: 
 */ 
public class TestAnnotationAspectj { 
    public static void main(String args[]) { 
        String xmlPath = "annotation.xml"; 
        ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext(xmlPath); 
        // 1 从spring容器获得内容 
        UserDao userDao = (UserDao) applicationContext.getBean("userDao"); 
        // 2 执行方法 
        userDao.addUser(); 
    } 
} 

总结

这篇文章主要讲解了Spring框架中AOP的相关知识。

• 首先对AOP进行了简单的介绍，
• 然后讲解了Spring中的两种动态代理，
• 接下来讲解了Spring中基于代理类的AOP实现，
• 最后讲解了如何使用AspectJ框架来进行AOP开发。

通过本章的学习，我们可以了解AOP的概念和作用，理解AOP中的相关常用术语，熟悉Spring中两种动态代理方式的区别，并能够掌握基于代理类和AspectJ框架的AOP开发方式。