关于aop:AOP如何实现及实现原理

3次阅读

共计 8102 个字符，预计需要花费 21 分钟才能阅读完成。

置信大家或多或少的理解过 AOP，都晓得它是面向切面编程，在网上搜寻能够找到很多的解释。这里我用一句话来总结：AOP 是可能让咱们在不影响原有性能的前提下，为软件横向扩大性能。那么横向扩大怎么了解呢，咱们在 WEB 我的项目开发中，通常都恪守三层准则，包含管制层（Controller）-> 业务层（Service）-> 数据层（dao）, 那么从这个构造下来的为纵向，它具体的某一层就是咱们所说的横向。咱们的 AOP 就是能够作用于这某一个横向模块当中的所有办法。

咱们在来看一下 AOP 和 OOP 的区别：AOP 是 OOP 的补充，当咱们须要为多个对象引入一个公共行为，比方日志，操作记录等，就须要在每个对象中援用公共行为，这样程序就产生了大量的反复代码，应用 AOP 能够完满解决这个问题。

接下来介绍一下提到 AOP 就必须要理解的知识点：

切面：拦截器类，其中会定义切点以及告诉
切点：具体拦挡的某个业务点。
告诉：切面当中的办法，申明告诉办法在指标业务层的执行地位，告诉类型如下：

1. 前置告诉：@Before 在指标业务办法执行之前执行
2. 后置告诉：@After 在指标业务办法执行之后执行
3. 返回告诉：@AfterReturning 在指标业务办法返回后果之后执行
4. 异样告诉：@AfterThrowing 在指标业务办法抛出异样之后
5. 盘绕告诉：@Around 功能强大，可代替以上四种告诉，还能够控制目标业务办法是否执行以及何时执行

下面曾经大略的介绍了 AOP 中须要理解的基本知识，也晓得了 AOP 的益处，那怎么在代码中实现呢？给大家举个例子：咱们当初有个学校管理系统，曾经实现了对老师和学生的增删改，又新来个需要，说是对老师和学生的每次增删改做一个记录，到时候校长能够查看记录的列表。那么问题来了，怎么样解决是最好的解决办法呢？这里我列举了三种解决办法，咱们来看下他的优缺点。

- 最简略的就是第一种办法，咱们间接在每次的增删改的函数当中间接实现这个记录的办法，这样代码的反复度太高，耦合性太强，不倡议应用。

- 其次就是咱们最长应用的，将记录这个办法抽离进去，其余的增删改调用这个记录函数即可，显然代码反复度升高，然而这样的调用还是没有升高耦合性。

- 这个时候咱们想一下 AOP 的定义，再想想咱们的场景，其实咱们就是要在不扭转原来增删改的办法，给这个零碎减少记录的办法，而且作用的也是一个层面的办法。这个时候咱们就能够采纳 AOP 来实现了。

咱们来看下代码的具体实现：

首先我定义了一个自定义注解作为切点

@Target(AnnotationTarget.FUNCTION)  // 注解作用的范畴，这里申明为函数
@Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)  // 申明注解的优先级为最高，假如有多个注解，先执行这个
annotation class Hanler(val handler: HandlerType)  // 自定义注解类，HandlerType 是一个枚举类型，外面定义的就是学生和老师的增删改操作，在这里就不展现具体内容了

接下来就是要定义切面类了

@Aspect   // 该注解申明这个类为一个切面类
@Component
class HandlerAspect{
 
  @Autowired
 private lateinit var handlerService: HandlerService
 
 @AfterReturning("@annotation(handler)")   // 当有函数正文了注解，将会在函数失常返回后在执行咱们定义的办法
 fun hanler(hanler: Hanler) {handlerService.add(handler.operate.value)   // 这里是真正执行记录的办法
 }
}

最初就是咱们原本的业务办法了

/**
 * 删除学生办法
 */
@Handler(operate= Handler.STUDENT_DELETE)   // 当执行到删除学生办法时，切面类就会起作用了, 当学生失常删除后就会执行记录办法，咱们就能够看到记录办法生成的数据
fun delete(id：String) {studentService.delete(id)
}

AOP 实现原理
咱们当初理解了代码中如何实现，那么 AOP 实现的原理是什么呢？之前看了一个博客说到，提到 AOP 大家都晓得他的实现原理是动静代理，显然我之前就是不晓得的，哈哈，然而置信阅读文章的你们肯定是晓得的。

讲到动静代理就不得不说代理模式了，代理模式的定义：给某一个对象提供一个代理，并由代理对象管制对原对象的援用。代理模式蕴含如下角色：subject：形象主题角色，是一个接口。该接口是对象和它的代理共用的接口; RealSubject：实在主题角色，是实现形象主题接口的类; Proxy: 代理角色，外部含有对实在对象 RealSubject 的援用，从而能够操作实在对象。代理对象提供与实在对象雷同的接口，以便代替实在对象。同时，代理对象能够在执行实在对象操作时，附加其余的操作，相当于对实在对象进行封装。如下图所示：

那么代理又分为动态代理和动静代理，这里写两个小的 demo，动静代理采纳的就是 JDK 代理。举个例子就是当初一个班上的学生须要交作业，当初由班长代理交作业，那么班长就是代理，学生就是被代理的对象。

3.1 动态代理
首先，咱们创立一个 Person 接口。这个接口就是学生（被代理类），和班长（代理类）的公共接口，他们都有交作业的行为。这样，学生交作业就能够让班长来代理执行。


/**

 * Created by Mapei on 2018/11/7

 * 创立 person 接口

 */

public interface Person {

    // 交作业

    void giveTask();}

Student 类实现 Person 接口，Student 能够具体实施交作业这个行为


/**

 * Created by Mapei on 2018/11/7

 */

public class Student implements Person {

    private String name;

    public Student(String name) {this.name = name;}



    public void giveTask() {System.out.println(name + "交语文作业");

    }

}

StudentsProxy 类，这个类也实现了 Person 接口，然而还另外持有一个学生类对象，那么他能够代理学生类对象执行交作业的行为。


/**

 * Created by Mapei on 2018/11/7

 * 学生代理类，也实现了 Person 接口，保留一个学生实体，这样就能够代理学生产生行为

 */

public class StudentsProxy implements Person{

    // 被代理的学生

    Student stu;



    public StudentsProxy(Person stu) {

        // 只代理学生对象

        if(stu.getClass() == Student.class) {this.stu = (Student)stu;

        }

    }



    // 代理交作业，调用被代理学生的交作业的行为

    public void giveTask() {stu.giveTask();

    }

}

上面测试一下，看代理模式如何应用：

/**
 * Created by Mapei on 2018/11/7
 */
public class StaticProxyTest {public static void main(String[] args) {

        // 被代理的学生林浅，他的作业上交有代理对象 monitor 实现

        Person linqian = new Student("林浅");



        // 生成代理对象，并将林浅传给代理对象

        Person monitor = new StudentsProxy(linqian);



        // 班长代理交作业

        monitor.giveTask();}

}

运行后果：

这里并没有间接通过林浅（被代理对象）来执行交作业的行为，而是通过班长（代理对象）来代理执行了。这就是代理模式。代理模式就是在拜访理论对象时引入肯定水平的间接性，这里的间接性就是指不间接调用理论对象的办法，那么咱们在代理过程中就能够加上一些其余用处。比方班长在帮林浅交作业的时候想通知老师最近林浅的提高很大，就能够轻松的通过代理模式办到。在代理类的交作业之前退出办法即可。这个长处就能够使用在 spring 中的 AOP，咱们能在一个切点之前执行一些操作，在一个切点之后执行一些操作，这个切点就是一个个办法。这些办法所在类必定就是被代理了，在代理过程中切入了一些其余操作。

3.2 动静代理

动静代理和动态代理的区别是，动态代理的的代理类是咱们本人定义好的，在程序运行之前就曾经变异实现，然而动静代理的代理类是在程序运行时创立的。相比于动态代理，动静代理的劣势在于能够很不便的对代理类的函数进行对立的解决，而不必批改每个代理类中的办法。比方咱们想在每个代理办法之前都加一个解决办法，咱们下面的例子中只有一个代理办法，如果还有很多的代理办法，就太麻烦了，咱们来看下动静代理是怎么去实现的。

首先还是定义一个 Person 接口:


/**
 * Created by Mapei on 2018/11/7
 * 创立 person 接口
 */
public interface Person {

    // 交作业

    void giveTask();}

接下来是创立须要被代理的理论类，也就是学生类：


/**

 * Created by Mapei on 2018/11/7

 */

public class Student implements Person {

    private String name;

    public Student(String name) {this.name = name;}



    public void giveTask() {System.out.println(name + "交语文作业");

    }

}

创立 StuInvocationHandler 类，实现 InvocationHandler 接口，这个类中持有一个被代理对象的实例 target。InvocationHandler 中有一个 invoke 办法，所有执行代理对象的办法都会被替换成执行 invoke 办法。

/**
 * Created by Mapei on 2018/11/7
 */
public class StuInvocationHandler<T> implements InvocationHandler {

    //invocationHandler 持有的被代理对象

    T target;



    public StuInvocationHandler(T target) {this.target = target;}



    /**

     * proxy: 代表动静代理对象

     * method：代表正在执行的办法

     * args：代表调用指标办法时传入的实参

     */

    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {System.out.println("代理执行" +method.getName() + "办法");

        Object result = method.invoke(target, args);

        return result;

    }

}

那么接下来咱们就能够具体的创立代理对象了。


/**
 * Created by Mapei on 2018/11/7
 * 代理类
 */
public class ProxyTest {public static void main(String[] args) {



        // 创立一个实例对象，这个对象是被代理的对象

        Person linqian = new Student("林浅");



        // 创立一个与代理对象相关联的 InvocationHandler

        InvocationHandler stuHandler = new StuInvocationHandler<Person>(linqian);



        // 创立一个代理对象 stuProxy 来代理 linqian，代理对象的每个执行办法都会替换执行 Invocation 中的 invoke 办法

        Person stuProxy = (Person) Proxy.newProxyInstance(Person.class.getClassLoader(), new Class<?>[]{Person.class}, stuHandler);



        // 代理执行交作业的办法

        stuProxy.giveTask();}

}

咱们执行代理测试类，首先咱们创立了一个须要被代理的学生林浅，将林浅传入 stuHandler 中，咱们在创立代理对象 stuProxy 时，将 stuHandler 作为参数，那么所有执行代理对象的办法都会被替换成执行 invoke 办法，也就是说，最初执行的是 StuInvocationHandler 中的 invoke 办法。所以在看到上面的运行后果也就天经地义了。

那么到这里问题就来了，为什么代理对象执行的办法都会通过 InvocationHandler 中的 invoke 办法来执行，带着这个问题，咱们须要看一下动静代理的源码，对他进行简略的剖析。

下面咱们应用 Proxy 类的 newProxyInstance 办法创立了一个动静代理对象，看一下他的源码：


public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException {Objects.requireNonNull(h);



        final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();

        final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();

        if (sm != null) {checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);

        }



        /*

         * Look up or generate the designated proxy class.

         */

        Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);



        /*

         * Invoke its constructor with the designated invocation handler.

         */

        try {if (sm != null) {checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);

            }



            final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);

            final InvocationHandler ih = h;

            if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {public Void run() {cons.setAccessible(true);

                        return null;

                    }

                });

            }

            return cons.newInstance(new Object[]{h});

        } catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) {throw new InternalError(e.toString(), e);

        } catch (InvocationTargetException e) {Throwable t = e.getCause();

            if (t instanceof RuntimeException) {throw (RuntimeException) t;

            } else {throw new InternalError(t.toString(), t);

            }

        } catch (NoSuchMethodException e) {throw new InternalError(e.toString(), e);

        }

  }

而后，咱们须要重点关注 Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs)这句代码，这里产生了代理类，这个类就是动静代理的要害，因为是动静生成的类文件，咱们将这个类文件打印到文件中。


 byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy0", Student.class.getInterfaces());

        String path = "/Users/mapei/Desktop/okay/65707.class";



        try{FileOutputStream fos = new FileOutputStream(path);

            fos.write(classFile);

            fos.flush();

            System.out.println("代理类 class 文件写入胜利");

        }catch (Exception e) {System.out.println("写文件谬误");

        }

对这个 class 文件进行反编译，咱们看看 jdk 为咱们生成了什么样的内容：

import java.lang.reflect.InvocationHandler;

import java.lang.reflect.Method;

import java.lang.reflect.Proxy;

import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;

import proxy.Person;



public final class $Proxy0 extends Proxy implements Person

{

  private static Method m1;

  private static Method m2;

  private static Method m3;

  private static Method m0;

  

  /**

  * 留神这里是生成代理类的构造方法，办法参数为 InvocationHandler 类型，看到这，是不是就有点明确

  * 为何代理对象调用办法都是执行 InvocationHandler 中的 invoke 办法，而 InvocationHandler 又持有一个

  * 被代理对象的实例，就能够去调用真正的对象实例。*/

  public $Proxy0(InvocationHandler paramInvocationHandler)

    throws 

  {super(paramInvocationHandler);

  }

  

  // 这个动态块原本是在最初的，我把它拿到后面来，不便形容

   static

  {

    try

    {

      // 看看这儿动态块儿外面的住 giveTask 通过反射失去的名字 m3，其余的先不论

      m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] {Class.forName("java.lang.Object") });

      m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);

      m3 = Class.forName("proxy.Person").getMethod("giveTask", new Class[0]);

      m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);

      return;

    }

    catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException)

    {throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());

    }

    catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException)

    {throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());

    }

  }

正文完