Java 动态代理及AOP实现机制

Posted 2021-01-13 liuxm-刘小明

AOP实现机制
http://www.iteye.com/topic/1116696

AOP: (Aspect Oriented Programming) 面向切面编程
AOP包括切面（aspect）、通知（advice）、连接点（joinpoint），实现方式就是通过对目标对象的代理在连接点前后加入通知，完成统一的切面操作

利用AOP可以对业务逻辑的各个部分进行隔离，从而使得业务逻辑各部分之间的耦合度降低，提高程序的可重用性，同时提高了开发的效率。主要的功能是：日志记录，性能统计，安全控制，事务处理，异常处理等等。

面向接口编程，(横向编程)

AOP的底层实现-CGLIB动态代理和JDK动态代理

http://blog.csdn.net/dreamrealised/article/details/12885739

 

AOP是目前Spring框架中的核心之一，在应用中具有非常重要的作用，也是Spring其他组件的基础。它是一种面向切面编程的思想。关于AOP的基础知识，相信多数童鞋都已经了如指掌，我们就略过这部分，来讲解下AOP的核心功能的底层实现机制：如何用动态代理来实现切面拦截。
AOP的拦截功能是由java中的动态代理来实现的。说白了，就是在目标类的基础上增加切面逻辑，生成增强的目标类（该切面逻辑或者在目标类函数执行之前，或者目标类函数执行之后，或者在目标类函数抛出异常时候执行。不同的切入时机对应不同的Interceptor的种类，如BeforeAdviseInterceptor，AfterAdviseInterceptor以及ThrowsAdviseInterceptor等）。
那么动态代理是如何实现将切面逻辑（advise）织入到目标类方法中去的呢？下面我们就来详细介绍并实现AOP中用到的两种动态代理。
AOP的源码中用到了两种动态代理来实现拦截切入功能：jdk动态代理和cglib动态代理。两种方法同时存在，各有优劣。

jdk动态代理是由java内部的反射机制来实现的，

cglib动态代理底层则是借助asm来实现的。

总的来说，反射机制在生成类的过程中比较高效，而asm在生成类之后的相关执行过程中比较高效（可以通过将asm生成的类进行缓存，这样解决asm生成类过程低效问题）。还有一点必须注意：jdk动态代理的应用前提，必须是目标类基于统一的接口。如果没有上述前提，jdk动态代理不能应用。由此可以看出，jdk动态代理有一定的局限性，cglib这种第三方类库实现的动态代理应用更加广泛，且在效率上更有优势。
一、jdk动态代理实现AOP拦截（代码中的关键地方都添加了注释）

1、为目标类（target）定义统一的接口类Service，这个是jdk动态代理必须的前提。

package jdkproxy; 

/** 
* 该类是所有被代理类的接口类，jdk实现的代理要求被代理类基于统一的接口 
* 
*/ 
public interface Service { 
    /** 
    * add方法 
    */ 
    public void add(); 

    /** 
    * update方法 
    */ 
    public void update(); 
} 

 

2、目标类AService，我们的实验目标就是在AService中add和update方法的前后实现拦截，加入自定义切面逻辑advise

package jdkproxy; 

/** 
* 被代理类，即目标类target 
* 
* 
*/ 
public class AService implements Service { 
    /* 
    * (non-Javadoc) 
    * 
    * @see jdkproxy.Service#add() 
    */ 
    public void add() { 
        System.out.println("AService add>>>>>>>>>>>>>>>>>>"); 
    } 

    /* 
    * (non-Javadoc) 
    * 
    * @see jdkproxy.Service#update() 
    */ 
    public void update() { 
        System.out.println("AService update>>>>>>>>>>>>>>>"); 
    } 
} 

 

3、实现动态代理类MyInvocationHandler，实现InvocationHandler接口，并且实现接口中的invoke方法。仔细看invoke方法，就是在该方法中加入切面逻辑的。目标类方法的执行是由mehod.invoke(target,args)这条语句完成。

package jdkproxy; 

import java.lang.reflect.InvocationHandler; 
import java.lang.reflect.Method; 

public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler { 
    private Object target; 

    MyInvocationHandler() { 
        super(); 
    } 

    MyInvocationHandler(Object target) { 
        super(); 
        this.target = target; 
    } 

    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { 
        // 程序执行前加入逻辑，MethodBeforeAdviceInterceptor 
        System.out.println("before-----------------------------"); 
        // 程序执行 
        Object result = method.invoke(target, args); 
        // 程序执行后加入逻辑，MethodAfterAdviceInterceptor 
        System.out.println("after------------------------------"); 
        return result; 
    } 

} 

 

4、测试类，其中增强的目标对象是由Proxy.newProxyInstance(aService.getClass().getClassLoader(), aService.getClass().getInterfaces(), handler);来生成的。

package jdkproxy; 

import java.lang.reflect.Proxy; 

public class Test { 
    public static void main(String[] args) { 
        Service aService = new AService(); 
        MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(aService); 
        // Proxy为InvocationHandler实现类动态创建一个符合某一接口的代理实例 
        Service aServiceProxy = (Service) Proxy.newProxyInstance(aService 
        .getClass().getClassLoader(), aService.getClass() 
        .getInterfaces(), handler); 
        // 由动态生成的代理对象来aServiceProxy 代理执行程序，其中aServiceProxy 符合Service接口 
        aServiceProxy.add(); 
        System.out.println(); 
        aServiceProxy.update(); 
        // 以下是对B的代理 
        // Service bService = new BService(); 
        // MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(bService); 
        // Service bServiceProxy = (Service) Proxy.newProxyInstance(bService 
        // .getClass().getClassLoader(), bService.getClass() 
        // .getInterfaces(), handler); 
        // bServiceProxy.add(); 
        // System.out.println(); 
        // bServiceProxy.update(); 
    } 
} 

 

自此，jdk动态代理来实现AOP拦截机制的代码已经实现，下面我们看一下拦截的结果，程序输出结果如下：
before-----------------------------
AService add>>>>>>>>>>>>>>>>>>
after------------------------------
before-----------------------------
AService update>>>>>>>>>>>>>>>
after------------------------------
可以看到，在目标类AService的add和update方法前后已经加入了自定义的切面逻辑，AOP拦截机制生效了。

二、cglib动态代理实现AOP拦截（代码中的关键地方都添加了注释）

1、目标类，cglib不需要定义目标类的统一接口

package cglibproxy; 

/** 
* 被代理类，即目标对象target 
* 
*/ 
public class Base { 
/** 
* 一个模拟的add方法 
*/ 
    public void add() { 
        System.out.println("add ------------"); 
    } 
} 

 

2、实现动态代理类CglibProxy，需要实现MethodInterceptor接口，实现intercept方法。

该代理中在add方法前后加入了自定义的切面逻辑，目标类add方法执行语句为proxy.invokeSuper(object, args);

package cglibproxy; 

import java.lang.reflect.Method; 
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor; 
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy; 

/** 
* 此为代理类，用于在pointcut处添加advise 
* 
* 
*/ 
public class CglibProxy implements MethodInterceptor { 

    public Object intercept(Object object, Method method, Object[] args, 
        MethodProxy proxy) throws Throwable { 
        // 添加切面逻辑（advise），此处是在目标类代码执行之前，即为MethodBeforeAdviceInterceptor。 
        System.out.println("before-------------"); 
        // 执行目标类add方法 
        proxy.invokeSuper(object, args); 
        // 添加切面逻辑（advise），此处是在目标类代码执行之后，即为MethodAfterAdviceInterceptor。 
        System.out.println("after--------------"); 
        return null; 
    } 

} 

3、获取增强的目标类的工厂Factory，其中增强的方法类对象是有Enhancer来实现的，代码如下所示：

package cglibproxy; 

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer; 

/** 
* 工厂类，生成增强过的目标类（已加入切入逻辑） 
* 
*/ 
public class Factory { 
    /** 
    * 获得增强之后的目标类，即添加了切入逻辑advice之后的目标类 
    * 
    * @return 
    */ 
    public static Base getInstance(CglibProxy proxy) { 
        Enhancer enhancer = new Enhancer(); 
        enhancer.setSuperclass(Base.class); 
        //回调方法的参数为代理类对象CglibProxy，最后增强目标类调用的是代理类对象CglibProxy中的intercept方法 
        enhancer.setCallback(proxy); 
        // 此刻，base不是单纯的目标类，而是增强过的目标类 
        Base base = (Base) enhancer.create(); 
        return base; 
    } 
} 

4、测试类

package cglibproxy; 

public class Test { 
    public static void main(String[] args) { 
        CglibProxy proxy = new CglibProxy(); 
        // base为生成的增强过的目标类 
        Base base = Factory.getInstance(proxy); 
        base.add(); 
    } 
} 

自此，cglib动态代理实现的AOP拦截机制已经基本实现，下面我们来看一下拦截的效果如何，程序执行结果如下：
before-------------
add ------------
after--------------
可以看到，在目标类Base的add方法前后已经加入了自定义的切面逻辑，AOP拦截机制生效了。
此外，需要说明一下的是，cglib动态代理用到了第三方类库，需要在项目中引入两个jar包：cglib.jar和asm.jar。稍后会在csdn资源中上传这两个jar包。免积分的啊。
jar包和相关代码请见http://download.csdn.net/detail/dreamrealised/6427885

总之，AOP的核心机制和基本功能已经能够通过动态代理来实现了，至于AOP中，如何从配置文档中得到目标类target、advisor的bean，如何判断拦截器类型等问题，就借助于Spring中另一个核心IOC来解决了，后续会有IOC的核心实现机制讲解。