4.SpringAOP动态代理之JDK和CGlib实现过程与仿写简例
Proxy InvocationHandler
AOP概述
软件的编程语言最终的目的就是用更自然更灵活的方式模拟世界,从原始机器语言到过程语言再到面向对象的语言,我们看到编程语言在一步步用更自然、更强大的方式描述软件。AOP是软件开发思想的一个飞跃,AOP的引入将有效弥补OOP的不足,OOP和AOP分别从纵向和横向对软件进行抽象,有效地消除重复性的代码,使代码以更优雅的更有效的方式进行逻辑表达。
AOP有三种植入切面的方法:
1.是编译期织入,这要求使用特殊的Java编译器,AspectJ是其中的代表者;2.是类装载期织入,而这要求使 用特殊的类装载器,AspectJ和AspectWerkz是其中的代表者;
3.为动态代理织入,在运行期为目标类添加增强生成子类的方式,Spring AOP采用动态代理织入切面。
Spring AOP使用了两种代理机制,
一种是基于JDK的动态代理,
另一种是基于CGLib的动态代理,
之所以需要两种代理机制,很大程度上是因为JDK本身只提供基于接口的代理,不支持类的代理。
一、原理区别:
java动态代理是利用反射机制生成一个实现代理接口的匿名类,在调用具体方法前调用InvokeHandler来处理(生成动态代理对象)。
而cglib动态代理是利用asm开源包,对代理对象类的class文件加载进来,通过修改其字节码生成子类来处理(子类也是动态代理对象)。
1、如果目标对象实现了接口,默认情况下会采用JDK的动态代理实现AOP
2、如果目标对象实现了接口,可以强制使用CGLIB实现AOP
3、如果目标对象没有实现了接口(只有目标类),必须采用CGLIB库,spring会自动在JDK动态代理和CGLIB之间转换
如何强制使用CGLIB实现AOP?
(1)添加CGLIB库,SPRING_HOME/cglib/*.jar
(2)在spring配置文件中加入<aop:aspectj-autoproxyproxy-target-class="true"/>
JDK动态代理和CGLIB字节码生成的区别?
(1)JDK动态代理只能对实现了接口的类生成代理,而不能针对类
(2)CGLIB是针对类实现代理,主要是对指定的类生成一个子类,覆盖其中的方法
因为是继承,所以该类或方法最好不要声明成final
基于JDK的代理和基于CGLib的代理是Spring AOP的核心实现技术,认识这两代理技术,有助于探究Spring AOP的实现机理。
前置通知[Before advice]:在连接点前面执行,前置通知不会影响连接点的执行,除非此处抛出异常。
正常返回通知[After returningadvice]:在连接点正常执行完成后执行,如果连接点抛出异常,则不会执行。
异常返回通知[After throwingadvice]:在连接点抛出异常后执行。
返回通知[After (finally)advice]:在连接点执行完成后执行,不管是正常执行完成,还是抛出异常,都会执行返回通知中的内容。
环绕通知[Around advice]:环绕通知围绕在连接点前后,比如一个方法调用的前后。这是最强大的通知类型,能在方法调用前后自定义一些操作。环绕通知还需要负责决定是继续处理join point(调用ProceedingJoinPoint的proceed方法)还是中断执行。
前置通知→环绕通知→正常返回通知/异常返回通知→返回通知
上面就是AOP的核心概念了。总结一下:
1、横切关注点
对哪些方法进行拦截,拦截后怎么处理,这些关注点称之为横切关注点
2、切面(aspect)
类是对物体特征的抽象,切面就是对横切关注点的抽象
3、连接点(joinpoint)
被拦截到的点,因为Spring只支持方法类型的连接点,所以在Spring中连接点指的就是被拦截到的方法,实际上连接点还可以是字段或者构造器
4、切入点(pointcut)
对连接点进行拦截的定义
5、通知(advice)
所谓通知指的就是指拦截到连接点之后要执行的代码,通知分为前置、后置、异常、最终、环绕通知五类
6、目标对象
代理的目标对象
7、织入(weave)
将切面应用到目标对象并导致代理对象创建的过程
8、引入(introduction)
在不修改代码的前提下,引入可以在运行期为类动态地添加一些方法或字段
AOP要做的事情就是:生成代理对象,然后织入。
现在,跟着我的脚步,先举个例子,由浅入深来看看SpringAOP到底是怎么实现的吧:
举个例子来说明一下吧!现在系统中有很多的业务方法,如上传产品信息、修改产品信息、发布公司库等;现在需要对这些方法的执行做性能监控,看每个业务方法的执行时间;在不改变原业务代码的基础上,也许我们会这么做:
Offer接口:
Offer实现:
Offer代理:
我们要通过下面的方式来使用:
上面的例子的输出为:
上面的例子中,OfferProxy实现了IOffer,而所有的业务实现均委托给其成员offer;可以想像,这应该就是最简单的AOP的实现了;但这种方式会存在一个问题:如果有非常多的这种业务对象需要性能监控,我们就需要写同样多的XyzProxy来满足需求,这也是非常巨大的工作量。
上面说到了代理,我们先看看代理模式吧!
二、代理模式及实现
下面是代理模式的类图:
代理模式类图
代理模式中,存在一个称为ProxyObject的代理对象和RealObject的真实对象,它们都实现了相同的接口;在调用的地方持有ProxyObject的实例,当调用request()方法时,ProxyObject可以在执行RealObject.request()前后做一些特定的业务,甚至不调用RealObject.request()方法(但是这样就不叫代理了嘛~应该是调用真实对象的方法,然后在调用真实对象的前后生成一些特定的业务。)。
代理类在程序运行时创建的代理方式被成为动态代理。也就是说,这种情况下,代理类(动态生成)并不是在Java代码中定义的,而是在运行时根据我们在Java代码中的“指示”动态生成的。相比于静态代理,动态代理的优势在于可以很方便的对代理类的函数进行统一的处理,而不用修改每个代理类的函数。
目前SpringAOP实现代理模式的方式有两种:基于JDK的动态代理和基于CGLIB字节码的代理。
2.1 JDK动态代理
JDK动态代理,顾名思义,是基于JDK的反射(reflect)机制;在JDK中,提供了InvocationHandler这个接口,下面是JDK里面的注释:
编写切面逻辑类,必须要实现InvocationHandler接口。然后重写invoke方法,可以写入before和after等特定业务操作。
是不是有一种豁然开朗的感觉呢?没错,答案就在你心中。
这样,上面的代码就可以改成下面的实现方式:
调用端:
一样的结果,这里已经通过实现了invocationHandler的接口,直接生成了代理的对象,并且跑的每个方法,都是调用了重写的invoke方法,自然而然方法里面的before和after的特定业务也会被实现。(当然这儿生成代理对象,需要接口有实现类。如果IOffer没有实现类,仅仅只有一个接口,就要用CGLIB实现方式。)
通过这种方式,你不需要为针对每一个业务写一个代理对象,就可以很轻松地完成你的需求;但也许你已经注意到了,JDK的动态代理,在创建代理对象(上面红色代码部分)时,被代理的对象需要实现接口(即面向接口编程);
这就是JDK的动态代理,简单吧!下面看看CGLIB代理方式。
2.2 CGLIB代理
如果目标对象没有实现任何接口,那怎么办呢?不用担心,你可以用CGLIB来实现代理:实现动态代理类CglibProxy,需要实现MethodInterceptor接口,实现intercept方法。该代理中在add方法前后加入了自定义的切面逻辑,目标类add方法执行语句为proxy.invokeSuper(object, args);
获取增强的目标类的工厂Factory,其中增强的方法类对象是有Enhancer来实现的,
上面的Enhancer返回一个delegate的子类实例,
就是使用动态代理的对象必须实现一个或多个接口 。如果想代理没有实现接口的类可以使用CGLIB包。也就是说无实现接口的类想被代理的话,直接帮你通过这个
Enhancer
产生一个实例对象。继承了
delegate
所有的方法。
//回调方法的参数为代理类对象CglibProxy,最后增强目标类调用的是代理类对象CglibProxy中的intercept方法
// 下一句的create不是单纯的目标类,而是增强过的目标类
调用端:
其中DefaultOffer为增强过的目标类。它是为没有实现接口的类,此时可以通过CGlib动态代理生成其子类,继承其所有的方法,然后再生成动态代理的类。
使用CGLIB创建的代理对象,其实比JDK动态代理多了一个步骤:就是继承了要代理的目标类,然后对目标类中所有非final方法进行覆盖,但在覆盖方法时会添加一些拦截代码(上面CglibProxyFactory类中的intercept方法,也就是增强,实现特定业务)。
当然,以上的例子都是自己实现的动态代理对象的代码,比源码省去了很多的东西。