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Spring aop的实现原理


 

   

  简介

  前段时间写的java设计模式--代理模式,最近在看Spring Aop的时候,觉得于代理模式应该有密切的联系,于是决定了解下Spring Aop的实现原理。

  说起AOP就不得不说下OOP了,OOP中引入封装、继承和多态性等概念来建立一种对象层次结构,用以模拟公共行为的一个集合。但是,如果我们需要为部分对象引入公共部分的时候,OOP就会引入大量重复的代码。例如:日志功能。

  AOP技术利用一种称为“横切”的技术,解剖封装的对象内部,并将那些影响了多个类的公共行为封装到一个可重用模块,这样就能减少系统的重复代码,降低模块间的耦合度,并有利于未来的可操作性和可维护性。AOP把软件系统分为两个部分:核心关注点和横切关注点。业务处理的主要流程是核心关注点,与之关系不大的部分是横切关注点。横切关注点的一个特点是,他们经常发生在核心关注点的多处,而各处都基本相似。比如权限认证、日志、事务处理。

  实现原理

  前面在学习代理模式的时候,了解到代理模式分为动态代理和静态代理。现在我们就以代理模式为基础先实现我们自己的AOP框架,再来研究Spring的AOP的实现原理。

  先以静态代理实现,静态代理关键是在代理对象和目标对象实现共同的接口,并且代理对象持有目标对象的引用。

  公共接口代码:

  public interface IHello {

  /**

  * 业务方法

  * @param str

  */

  void sayHello(String str);

  }

  目标类代码:

  public class Hello implements IHello{

  @Override

  public void sayHello(String str) {

  System.out.println("hello "+str);

  }

  }

  代理类代码,我们给它添加日志记录功能,在方法开始前后执行特定的方法,是不是和AOP特别像呢?

  public class ProxyHello implements IHello{

  private IHello hello;

  public ProxyHello(IHello hello) {

  super();

  this.hello = hello;

  }

  @Override

  public void sayHello(String str) {

  Logger.start();//添加特定的方法

  hello.sayHello(str);

  Logger.end();

  }

  }

  日志类代码:

  public class Logger {

  public static void start(){

  System.out.println(new Date()+ " say hello start...");

  }

  public static void end(){

  System.out.println(new Date()+ " say hello end");

  }

  }

  测试代码:

  public class Test {

  public static void main(String[] args) {

  IHello hello = new ProxyHello(new Hello());//如果我们需要日志功能,则使用代理类

  //IHello hello = new Hello();//如果我们不需要日志功能则使用目标类

  hello.sayHello("明天");

  }

  }

  这样我们就实现了一个最简单的AOP,但是这样会存在一个问题:如果我们像Hello这样的类很多,那么,我们是不是要去写很多个HelloProxy这样的类呢。其实也是一种很麻烦的事。在jdk1.3以后,jdk跟我们提供了一个API java.lang.reflect.InvocationHandler的类, 这个类可以让我们在JVM调用某个类的方法时动态的为些方法做些什么事。下面我们就来实现动态代理的实现。

  动态代理实现主要是实现InvocationHandler,并且将目标对象注入到代理对象中,利用反射机制来执行目标对象的方法。

  接口实现与静态代理相同,代理类代码:

  public class DynaProxyHello implements InvocationHandler{

  private Object target;//目标对象

  /**

  * 通过反射来实例化目标对象

  * @param object

  * @return

  */

  public Object bind(Object object){

  this.target = object;

  return Proxy.newProxyInstance(this.target.getClass().getClassLoader(), this.target.getClass().getInterfaces(), this);

  }

  @Override

  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)

  throws Throwable {

  Object result = null;

  Logger.start();//添加额外的方法

  //通过反射机制来运行目标对象的方法

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

  Logger.end();

  return result;

  }

  }

  测试类代码:

  public class DynaTest {

  public static void main(String[] args) {

  IHello hello = (IHello) new DynaProxyHello().bind(new Hello());//如果我们需要日志功能,则使用代理类

  //IHello hello = new Hello();//如果我们不需要日志功能则使用目标类

  hello.sayHello("明天");

  }

  }

  看完上面的代码可能和Spring AOP相比有一个问题,日志类只能在方法前后打印,但是AOP应该是可以在满足条件就可以执行,所有是否可以将DynaPoxyHello对象和日志操作对象(Logger)解耦呢?

  看下面代码实现,将将DynaPoxyHello对象和日志操作对象(Logger)解耦:

  我们要在被代理对象的方法前面或者后面去加上日志操作代码(或者是其它操作的代码),那么,我们可以抽象出一个接口,这个接口里就只有两个方法:一个是在被代理对象要执行方法之前执行的方法,我们取名为start,第二个方法就是在被代理对象执行方法之后执行的方法,我们取名为end。

  Logger的接口:

  public interface ILogger {

  void start(Method method);

  void end(Method method);

  }

  Logger的接口实现:

  public class DLogger implements ILogger{

  @Override

  public void start(Method method) {

  System.out.println(new Date()+ method.getName() + " say hello start...");

  }

  @Override

  public void end(Method method) {

  System.out.println(new Date()+ method.getName() + " say hello end");

  }

  }

  动态代理类:

  public class DynaProxyHello1 implements InvocationHandler{

  //调用对象

  private Object proxy;

  //目标对象

  private Object target;

  public Object bind(Object target,Object proxy){

  this.target=target;

  this.proxy=proxy;

  return Proxy.newProxyInstance(this.target.getClass().getClassLoader(), this.target.getClass().getInterfaces(), this);

  }

  @Override

  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)

  throws Throwable {

  Object result = null;

  //反射得到操作者的实例

  Class clazz = this.proxy.getClass();

  //反射得到操作者的Start方法

  Method start = clazz.getDeclaredMethod("start", new Class[]{Method.class});

  //反射执行start方法

  start.invoke(this.proxy, new Object[]{this.proxy.getClass()});

  //执行要处理对象的原本方法

  method.invoke(this.target, args);

  //反射得到操作者的end方法

  Method end = clazz.getDeclaredMethod("end", new Class[]{Method.class});

  //反射执行end方法

  end.invoke(this.proxy, new Object[]{method});

  return result;

  }

  }

  测试代码:

  public class DynaTest1 {

  public static void main(String[] args) {

  IHello hello = (IHello) new DynaProxyHello1().bind(new Hello(),new DLogger());//如果我们需要日志功能,则使用代理类

  //IHello hello = new Hello();//如果我们不需要日志功能则使用目标类

  hello.sayHello("明天");

  }

  }

  通过上面例子,可以发现通过动态代理和发射技术,已经基本实现了AOP的功能,如果我们只需要在方法执行前打印日志,则可以不实现end()方法,这样就可以控制打印的时机了。如果我们想让指定的方法打印日志,我们只需要在invoke()方法中加一个对method名字的判断,method的名字可以写在xml文件中,这样我们就可以实现以配置文件进行解耦了,这样我们就实现了一个简单的spring aop框架。