本文转载自 刘半仙 大神,这篇文章写得太好了,对 AOP 的原理介绍由浅入深。
为什么会有面向切面编程(AOP)?我们知道 Java 是一个面向对象(OOP)的语言,但它有一些弊端,比如当我们需要为多个不具有继承关系的对象引入一个公共行为,例如日志、权限验证、事务等功能时,只能在在每个对象里引用公共行为。这样做不便于维护,而且有大量重复代码。AOP 的出现弥补了 OOP 的这点不足。
为了阐述清楚 Spring AOP,我们将从下方面进行讨论:
- 代理模式
- 静态代理原理及实践
- 动态代理原理及实践
- Spring AOP原理及实战
代理模式
这段话比较官方,但我更倾向于用自己的语言理解:比如 A 对象要做一件事情,在没有代理前,自己来做;在对 A 代理后,由 A 的代理类 B 来做。代理其实是在原实例前后加了一层处理,这也是 AOP 的初级轮廓。代理模式:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
静态代理原理及实践
静态代理模式:静态代理说白了,就是在程序运行前就已经存在代理类的字节码文件、代理类和原始类的关系在运行前就已经确定。废话不多说,我们看一下代码。为了方便阅读,博主把单独的 class 文件合并到接口中,读者可以直接复制代码运行:
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| package test.staticProxy;
public interface IUserDao { void save(); void find(); }
class UserDao implements IUserDao{ @Override public void save() { System.out.println("模拟:保存用户!"); } @Override public void find() { System.out.println("模拟:查询用户"); } }
class UserDaoProxy implements IUserDao{ private IUserDao target = new UserDao(); @Override public void save() { System.out.println("代理操作: 开启事务..."); target.save(); System.out.println("代理操作:提交事务..."); } @Override public void find() { target.find(); } }
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测试结果:
静态代理虽然保证了业务类只需关注逻辑本身,代理对象的一个接口只服务于一种类型的对象。如果要代理的方法很多,势必要为每一种方法都进行代理。再者,如果增加一个方法,除了实现类需要实现这个方法外,所有的代理类也要实现此方法。增加了代码的维护成本。那么要如何解决呢?答案是使用动态代理。
动态代理原理及实践
动态代理模式:动态代理类的源码是在程序运行期间,通过 JVM 反射等机制动态生成。代理类和委托类的关系是运行时才确定的。实例如下:
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| package test.dynamicProxy; import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy;
public interface IUserDao { void save(); void find(); }
class UserDao implements IUserDao{ @Override public void save() { System.out.println("模拟: 保存用户!"); } @Override public void find() { System.out.println("查询"); } }
class ProxyFactory { private Object target; public ProxyFactory(Object target) { this.target = target; } public Object getProxyInstance() { Object proxy = Proxy.newProxyInstance( target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() { @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { String methodName = method.getName(); Object result = null; if ("find".equals(methodName)) { result = method.invoke(target, args); } else { System.out.println("开启事务..."); result = method.invoke(target, args); System.out.println("提交事务..."); } return result; } } ); return proxy; } }
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测试结果:
在运行测试类中创建测试类对象代码中
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| IUserDao proxy = (IUserDao)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
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其实是JDK动态生成了一个类去实现接口,隐藏了这个过程:
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| class $jdkProxy implements IUserDao{}
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使用 jdk 生成的动态代理的前提是目标类必须有实现的接口。但这里又引入一个问题,如果某个类没有实现接口,就不能使用 JDK 动态代理,所以 Cglib 代理就是解决这个问题的。
Cglib 是以动态生成的子类继承目标的方式实现,在运行期动态的在内存中构建一个子类,如下:
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| public class UserDao{}
public class $Cglib_Proxy_class extends UserDao{}
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Cglib 使用的前提是目标类不能为 final 修饰。因为final修饰的类不能被继承。
现在,我们可以看看 AOP 的定义:面向切面编程,核心原理:使用动态代理模式在方法执行前后或出现异常时加入相关逻辑。
通过定义和前面代码我们可以发现3点:
1.AOP 是基于动态代理模式。
2.AOP 是方法级别的。
3.AOP 可以分离业务代码和关注点代码(重复代码),在执行业务代码时,动态的注入关注点代码。切面就是关注点代码形成的类。
Spring AOP原理及实战
前文提到 JDK 代理和 Cglib 代理两种动态代理,优秀的 Spring 框架把两种方式在底层都集成了进去,我们无需担心自己去实现动态生成代理。那么,Spring 是如何生成代理对象的?
创建容器对象的时候,根据切入点表达式拦截的类,生成代理对象。
如果目标对象有实现接口,使用 jdk 代理。如果目标对象没有实现接口,则使用 Cglib 代理。然后从容器获取代理后的对象,在运行期植入”切面”类的方法。通过查看 Spring 源码,我们在 DefaultAopProxyFactory 类中,找到这样一段话。
简单的从字面意思看出,如果有接口,则使用 Jdk 代理,反之使用 Cglib,这刚好印证了前文所阐述的内容。Spring AOP 综合两种代理方式的使用前提有会如下结论:如果目标类没有实现接口,且 class 为 final 修饰的,则不能进行 Spring AOP 编程!
知道了原理,现在我们将自己手动实现 Spring 的 AOP:
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| package test.spring_aop_anno;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
public interface IUserDao { void save(); }
class OrderDao { public void save() { System.out.println("保存订单..."); } }
class UserDao implements IUserDao { public void save() { System.out.println("保存用户..."); } }
class TransactionAop { public void beginTransaction() { System.out.println("[前置通知] 开启事务.."); } public void commit() { System.out.println("[后置通知] 提交事务.."); } public void afterReturing(){ System.out.println("[返回后通知]"); } public void afterThrowing(){ System.out.println("[异常通知]"); } public void arroud(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable{ System.out.println("[环绕前:]"); pjp.proceed(); System.out.println("[环绕后:]"); } }
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Spring 的 xml 配置文件:
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| <?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:context="http://www.springframework.org/schema/context" xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" xsi:schemaLocation=" http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd"> <bean id="userDao" class="test.spring_aop_anno.UserDao"></bean> <bean id="orderDao" class="test.spring_aop_anno.OrderDao"></bean> <bean id="transactionAop" class="test.spring_aop_anno.TransactionAop"></bean> <aop:config> <aop:pointcut expression="execution(* test.spring_aop_anno.*Dao.*(..))" id="transactionPointcut"/> <aop:aspect ref="transactionAop"> <aop:around method="arroud" pointcut-ref="transactionPointcut"/> <aop:before method="beginTransaction" pointcut-ref="transactionPointcut" /> <aop:after method="commit" pointcut-ref="transactionPointcut"/> <aop:after-returning method="afterReturing" pointcut-ref="transactionPointcut"/> <aop:after-throwing method="afterThrowing" pointcut-ref="transactionPointcut"/> </aop:aspect> </aop:config> </beans>
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代码的测试结果如下:
到这里,我们已经全部介绍完Spring AOP,我们拿它做什么?
- Spring声明式事务管理配置
- Controller层的参数校验
- 使用Spring AOP实现MySQL数据库读写分离案例分析
- 在执行方法前,判断是否具有权限
- 对部分函数的调用进行日志记录。监控部分重要函数,若抛出指定的异常,可以以短信或邮件方式通知相关人员
- 信息过滤,页面转发等等功能