什么是AOP
AOP(Aspect-OrientedProgramming,面向方面编程),可以说是OOP(Object-Oriented Programing,面向对象编程)的补充和完善。OOP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。当我们需要为分散的对象引入公共行为的时候,OOP则显得无能为力。也就是说,OOP允许你定义从上到下的关系,但并不适合定义从左到右的关系。例如日志功能。日志代码往往水平地散布在所有对象层次中,而与它所散布到的对象的核心功能毫无关系。对于其他类型的代码,如安全性、异常处理和透明的持续性也是如此。这种散布在各处的无关的代码被称为横切(cross-cutting)代码,在OOP设计中,它导致了大量代码的重复,而不利于各个模块的重用。
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 DynaProxyHello 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 DynaTest { public static void main(String[] args) { IHello hello = (IHello) new DynaProxyHello().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。
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