学习AOP之认识一下Spring AOP
心碎之事
要说知道AOP这个词倒是很久很久以前了，但是直到今天我也不敢说非常的理解它，其中的各种概念即抽象又太拗口。 在几次面试中都被问及AOP，但是真的没有答上来，或者都在面上，这给面试官的感觉就是java基础不行。可见这还是挺重要的一个概念。
在看工作中也遇到了相关的问题，在RPC的一种实现机制里应用了AOP，结果各种类一直绕来绕去看着头都大了，这也就是没有对动态代理和aop有了解导致的。
所以要好好的去掌握它，否则吃亏的还是自己。
先从概念开始
面向侧面的程序设计（aspect-oriented programming，AOP，又译作面向方面的程序设计、观点导向编程、剖面导向程序设计）是计算机科学中的一个术语，指一种程序设计范型。该范型以一种称为侧面（aspect，又译作方面）的语言构造为基础，侧面是一种新的模块化机制，用来描述分散在对象、类或函数中的横切关注点（crosscutting concern）。——维基百科
不知道看完这段话你能理解AOP是个啥吗？并不能，最多知道AOP是一种规范。所以说要理解AOP最重要还是要从具体的实现入手，才能真正明白AOP到底是干啥子的。
那么AOP的核心是什么？
其实就是一种代码增强方式，可以实现动态的代理，在运行期完成；也有一些是静态的为对象增强，在编绎期间完成。说的白话一点就是在对象进行代码上的扩展增强，就是说原先可能只能跑10行代码，增强后就可以多跑些代码，而且这种增强是通过织入的方式完成，而不是直接修改目标对象的代码。
为此还是要先理解代理这个概念，可以更好的理解AOP，那么就从学习代理开始吧。
写个静态代理例子
//创建一个接口
public interface ISay {
void say();
}
//接口的实现类（可以理解为业务类）
public class SayImpl implements ISay{
@Override
public void say() {
System.out.print("我是5207.");
}
}
//只说一个名字太单调了，需要多多拉票，创建一个代理类来增强一下
class StaticSayImplProxy implements ISay {
private ISay target;
public StaticSayImplProxy(ISay target) {
this.target = target;
}
@Override
public void say() {
SayHello();
this.target.say();
ThumbUp();
}
void SayHello() {
System.out.print("大家好:");
}
void ThumbUp() {
System.out.print("希望大家多多点赞.");
}
}
//调用代码
public class StaticProxy {
public static void main(String[] args) {
ISay aop = new SayImpl();
ISay aopProxy = new StaticSayImplProxy(aop);
aopProxy.say();
}
}代码很简单，静态代理代码中通过增加一个StaticSayImplProxy类来对原先的实现类进行增强。注意这里的增强很重要。也就是原本只会说一句“我是5207.”，通过代理的类后就完整了许多。
但是静态代理的缺点是，代理时必须知道其类型是，比如上面代码中就必须知道ISay这个接口，最终才能在代理类里才能调用：this.target.say()这样的代码。那么也就是说如果还有另外的IOtherSay接口也需要用这个代理类就没法使用了。
所以如果能把代理集中一个类中，只要将要代理的对象给这个类就能代理是不是比较方便，代码少写好多。
整成动态代理
办法当然是有的，JDK提供了一种动态代理的技术，可以动态的为接口创建代理对象，从而实现代理模式。那么接着上面的例子我们需要做成动态代理代码如下：
class DynamicProxyImpl implements InvocationHandler {
private Object target;
public DynamicProxyImpl(Object target) {
this.target = target;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T> T getObject() {
return (T) Proxy.newProxyInstance(
target.getClass().getClassLoader(),
target.getClass().getInterfaces(),
this
);
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable {
SayHello();
Object result = method.invoke(target, args);
ThumbUp();
return result;
}
void SayHello() {
System.out.print("大家好:");
}
void ThumbUp() {
System.out.println("希望大家多多点赞.");
}
}这里可以发现DynamicProxyImpl类并没有指定具体代理的接口类型，而使用Object类型。这样就不用关心传入给这个代理类的具体对象了。所以说这个代理类的范围一下子就大了许多，只要是类似的增强功能都可以用这个代理类来完成。举个例子：
public interface IOtherSay {
void applause();
}
public class OtherSayImpl implements IOtherSay {
@Override
public void applause() {
System.out.print("大家鼓掌.");
}
}
public static void main(String[] args) {
IOtherSay oSay = new OtherSayImpl();
DynamicProxyImpl oSayProxy = new DynamicProxyImpl(oSay);
IOtherSay oSay2 = oSayProxy.getObject();
oSay2.applause();
}可以看到使用同一个代理类也可以代理IOtherSay接口派生的对象啦。
InvocationHandler接口 另外一点就是DynamicProxyImpl实现了InvocationHandler接口，这个接口是关键，其实应当是JDK代理对象时的一个调用处理程序，这应当是暴露给开发者的代码增强接口啦。InvocationHandler接口只有一个invoke方法，我们需要做的就是在这个方法中增加需要的增强代码。
Proxy工具类 对于getObject方法才是真正的代理对象生成的过程，可以看到最终是Proxy.newProxyInstance这个方法来完成代理对象生成并返回的。那么这里可以看看Proxy的设计与原理。
因为暂时只用到了newProxyInstance方法，就从它开始吧：
@CallerSensitive
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);
}
}方法的三个参数中要注意interfaces和h
- interfaces 是指的传入需要代理的接口列表，==这里有一点比较重要JDK的动态代理只能代理接口哦==。
- h 另外一个h则是指调用处理程序，发现在上面的DynamicProxyImpl类就是一个调用处理程序的实现，这里的关键就是InvocationHandler。
接着看方法体中的代码主要是几个过程：
- 获取/创建代理类Class：Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
- 获得代理Class的构造函数：final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
- 创建代理类的对象实例并返回：return cons.newInstance(new Object[]{h});
这里还有些反射相关的知识就不再说明了，但是有一个点比较好奇，就是最终代理对象是如何通过invoke把目标对象的方法代理的呢？
篇幅有点多就引用一篇吧JDK动态代理实现原理。
其实大体意思是最终JDK会自动的为指定的接口生成代理对象，而这个生成的代理对象就和前面手写的动态代理方法类似，只不过生成的代理类调用的是InvocationHandler的invoke。jdk帮我们做了自动生成的过程，这样就可以在运行期生成代理类。
到此，最为重要的代理差不多说完了，这也就是AOP的奥秘所在。
Spring中的AOP
了解了代理后再来看AOP的相关概念还是理解不了，什么切面、连接点、通知、切入点之类的，所以说还是抛开吧，这样要轻松许多。相信大家看aop的时候肯定是看到了Advice这个东东吧？嗯，就从它入手吧。
在Spring中Advice下面这些类型：
- Before Advice：在目标方法被调用前调用，涉及接口org.springframework.aop.MethodBeforeAdvice
- After Advice：在目标方法被调用后调用，涉及接口为org.springframework.aop.AfterReturningAdvice
- Throws Advice：目标方法抛出异常时调用，涉及接口org.springframework.aop.ThrowsAdvice
- Around Advice：拦截对目标对象方法调用，涉及接口为org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor
- Introduction Advice：为拦截的目标增加方法，涉及的接口为org.springframework.aop.support.DelegatingIntroductionInterceptor
嗯，都是些啥意思？Berfore Advice可以理解为SayHello方法，那么ThumbUp就是After Advice，两个加一起就是Around Advice。对于Throws Advice是针对异常抛出时的增强。最后还有一个比较牛的就是Introduction Advice则是可以对即有的对象进行增加方法，这个貌似更强大点。
从这些描述可以总结出来和前面动态代理时有异曲同工之处，在Spring中其实就是利用了动态代理的技术，结合AOP的概念对代码提供了一种更友好的扩展方式。当然也可以说换了一个角度来理解代码。举个例子说，希望在现有系统中监控所有action的执行时间，就可以拦截所有的action，加一个Before Advice记录一下进入的时间，再加一个After Advice计算一下完成的时间。这样就不会对现有action代码做什么修改，非常优雅啊，这对于系统设计时会有非常有用。
进一步理解Spring AOP
为了能够更深入的理解Spring AOP，还是需要更深入的去阅读源代码。这里再以DynamicProxyImpl为例子，如果使用Spring如何实现它的功能呢？以Spring xml配置方式试一下吧。
- 首先实现用于增强SayImpl的代码，这里使用环绕增强，和前面DynamicProxyImpl的效果一致。
package aop.demo;
import org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor;
import org.aopalliance.intercept.MethodInvocation;
public class SayImplAroundAdvice implements MethodInterceptor{
public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
SayHello();
Object result = invocation.proceed();
ThumbUp();
return result;
}
void SayHello() {
System.out.print("大家好:");
}
void ThumbUp() {
System.out.println("希望大家多多点赞.");
}
}- 使用Spring的配置文件声明对象和AOP代理,spring.xml如下：
<?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"
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">
<!-- 声明被代理的目标对象 -->
<bean id="sayImpl" class="aop.demo.SayImpl"></bean>
<!-- 声明用于增强的拦截器对象 -->
<bean id="sayImplAroundAdvice" class="aop.demo.SayImplAroundAdvice"></bean>
<!-- 声明代理对象 -->
<bean id="sayProxy" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
<property name="interfaces" value="aop.demo.ISay"/> <!-- 这个就是被代理的接口 -->
<property name="target" ref="sayImpl"/> <!-- 这个就是被代理的对象 -->
<property name="interceptorNames" value="sayImplAroundAdvice"/><!-- 这个就是代理的增强器 -->
</bean>
</beans>- 实现代理的访问
package aop.demo;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
public class Client {
@SuppressWarnings("resource")
public static void main(String[] args) {
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("aop/demo/spring.xml");
ISay say = (ISay)context.getBean("sayProxy");
say.say();
}
}最后执行一下程序输出的结果是：
大家好:我是5207.希望大家多多点赞.
哎呀呀和前面的动态代理一致，效果达成。^_^
当然也可以通过代码方式完成上面的功能
package aop.demo;
import org.springframework.aop.framework.ProxyFactory;
public class ClientCode {
public static void main(String[] args) {
ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory(); // 创建代理工厂
proxyFactory.setTarget(new SayImpl()); // 射入目标类对象
proxyFactory.addAdvice(new SayImplAroundAdvice());
ISay say = (ISay) proxyFactory.getProxy();
say.say();
}
}总结
写了一天才写到这里，只不过还是值得的。原来一直以为AOP就是动态代理，没想到自己错了，AOP是一种规范，而动态代理只是实现AOP的一种方式而已。
接下来继续研究spring aop，进一步学习ProxyFactoryBean和ProxyFactory。
引用与参考
AOP 那点事儿 Java之美[从菜鸟到高手演练]之JDK动态代理的实现及原理 JDK动态代理实现原理 Spring AOP代理详解