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:

  1. 代理模式
  2. 静态代理原理及实践
  3. 动态代理原理及实践
  4. 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;

// 接口
public interface IUserDao {
void save();
void find();
}

//目标对象
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");
}
}

/**
* 静态代理
* 特点:
* 2. 目标对象必须要实现接口
* 2. 代理对象,要实现与目标对象一样的接口
*/
class UserDaoProxy implements IUserDao{

// 代理对象,需要维护一个目标对象
private IUserDao target = new UserDao();

@Override
public void save() {
System.out.println("代理操作: 开启事务...");
target.save(); // 执行目标对象的方法
System.out.println("代理操作:提交事务...");
}

@Override
public void find() {
target.find();
}
}

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;

// 接口
public interface IUserDao {
void save();
void find();
}

//目标对象
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");
}
}

/**
* 动态代理:
* 代理工厂,给多个目标对象生成代理对象!
*
*/
class ProxyFactory {

// 接收一个目标对象
private Object target;

public ProxyFactory(Object target) {
this.target = target;
}

// 返回对目标对象(target)代理后的对象(proxy)
public Object getProxyInstance() {
Object proxy = Proxy.newProxyInstance(
target.getClass().getClassLoader(), // 目标对象使用的类加载器
target.getClass().getInterfaces(), // 目标对象实现的所有接口
new InvocationHandler() { // 执行代理对象方法时候触发

@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable {

// 获取当前执行的方法的方法名
String methodName = method.getName();
// 方法返回值
Object result = null;
if ("find".equals(methodName)) {
// 直接调用目标对象方法
result = method.invoke(target, args);
} else {
System.out.println("开启事务...");
// 执行目标对象方法
result = method.invoke(target, args);
System.out.println("提交事务...");
}
return result;
}
}
);
return proxy;
}
}

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();

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{}

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{}
//Cglib是以动态生成的子类继承目标的方式实现,程序执行时,隐藏了下面的过程
public class $Cglib_Proxy_class extends UserDao{}

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?

  1. 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。

  2. 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();
}
//用于测试Cglib动态代理
class OrderDao {
public void save() {
//int i =1/0;用于测试异常通知
System.out.println("保存订单...");
}
}
//用于测试jdk动态代理
class UserDao implements IUserDao {
public void save() {
//int i =1/0;用于测试异常通知
System.out.println("保存用户...");
}
}
//切面类
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(); // 执行目标方法
System.out.println("[环绕后:]");
}
}

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">
<!-- dao实例加入容器 -->
<bean id="userDao" class="test.spring_aop_anno.UserDao"></bean>

<!-- dao实例加入容器 -->
<bean id="orderDao" class="test.spring_aop_anno.OrderDao"></bean>

<!-- 实例化切面类 -->
<bean id="transactionAop" class="test.spring_aop_anno.TransactionAop"></bean>

<!-- Aop相关配置 -->
<aop:config>
<!-- 切入点表达式定义 -->
<aop:pointcut expression="execution(* test.spring_aop_anno.*Dao.*(..))" id="transactionPointcut"/>
<!-- 切面配置 -->
<aop:aspect ref="transactionAop">
<!-- 【环绕通知】 -->
<aop:around method="arroud" pointcut-ref="transactionPointcut"/>
<!-- 【前置通知】 在目标方法之前执行 -->
<aop:before method="beginTransaction" pointcut-ref="transactionPointcut" />
<!-- 【后置通知】 -->
<aop:after method="commit" pointcut-ref="transactionPointcut"/>
<!-- 【返回后通知】 -->
<aop:after-returning method="afterReturing" pointcut-ref="transactionPointcut"/>
<!-- 异常通知 -->
<aop:after-throwing method="afterThrowing" pointcut-ref="transactionPointcut"/>
</aop:aspect>
</aop:config>
</beans>

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?

  1. Spring声明式事务管理配置
  2. Controller层的参数校验
  3. 使用Spring AOP实现MySQL数据库读写分离案例分析
  4. 在执行方法前,判断是否具有权限
  5. 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
  6. 信息过滤,页面转发等等功能