反射实现 AOP 动态代理模式(Spring AOP 的实现 原理)

好长时间没有用过Spring了. 突然拿起书.我都发现自己对AOP都不熟悉了.
其实AOP的意思就是面向切面编程.
OO注重的是我们解决问题的方法(封装成Method),而AOP注重的是许多解决解决问题的方法中的共同点,是对OO思想的一种补充!
还是拿人家经常举的一个例子讲解一下吧:
比如说,我们现在要开发的一个应用里面有很多的业务方法,但是,我们现在要对这个方法的执行做全面监控,或部分监控.也许我们就会在要一些方法前去加上一条日志记录,
我们写个例子看看我们最简单的解决方案
我们先写一个接口IHello.java代码如下:

1packagesinosoft.dj.aop.staticaop;
2
3publicinterfaceIHello{
4/**
5*假设这是一个业务方法
6*@paramname
7*/
8voidsayHello(Stringname);
9}
10

里面有个方法,用于输入"Hello" 加传进来的姓名;我们去写个类实现IHello接口

packagesinosoft.dj.aop.staticaop;

publicclassHelloimplementsIHello{

publicvoidsayHello(Stringname){
System.out.println("Hello"+name);
}

}

现在我们要为这个业务方法加上日志记录的业务,我们在不改变原代码的情况下,我们会去怎么做呢?也许,你会去写一个类去实现IHello接口,并依赖Hello这个类.代码如下:

1packagesinosoft.dj.aop.staticaop;
2
3publicclassHelloProxyimplementsIHello{
4privateIHellohello;
5
6publicHelloProxy(IHellohello){
7this.hello=hello;
8}
9
10publicvoidsayHello(Stringname){
11Logger.logging(Level.DEBUGE,"sayHellomethodstart.");
12hello.sayHello(name);
13Logger.logging(Level.INFO,"sayHellomethodend!");
14
15}
16
17}
18

其中.Logger类和Level枚举代码如下:
Logger.java

1packagesinosoft.dj.aop.staticaop;
2
3importjava.util.Date;
4
5publicclassLogger{
6/**
7*根据等级记录日志
8*@paramlevel
9*@paramcontext
10*/
11publicstaticvoidlogging(Levellevel,Stringcontext){
12if(level.equals(Level.INFO)){
13System.out.println(newDate().toLocaleString()+""+context);
14}
15if(level.equals(Level.DEBUGE)){
16System.err.println(newDate()+""+context);
17}
18}
19
20}
21

Level.java

1packagesinosoft.dj.aop.staticaop;
2
3publicenumLevel{
4INFO,DEBUGE;
5}
6

那我们去写个测试类看看,代码如下:
Test.java

1packagesinosoft.dj.aop.staticaop;
2
3publicclassTest{
4publicstaticvoidmain(String[]args){
5IHellohello=newHelloProxy(newHello());
6hello.sayHello("Doublej");
7}
8}
9

运行以上代码我们可以得到下面结果:

TueMar0420:57:12CST2008sayHellomethodstart.
HelloDoublej
2008-3-420:57:12sayHellomethodend!

从上面的代码我们可以看出,hello对象是被HelloProxy这个所谓的代理态所创建的.这样,如果我们以后要把日志记录的功能去掉.那我们只要把得到hello对象的代码改成以下:

1packagesinosoft.dj.aop.staticaop;
2
3publicclassTest{
4publicstaticvoidmain(String[]args){
5IHellohello=newHello();
6hello.sayHello("Doublej");
7}
8}
9

上面代码,可以说是AOP最简单的实现!
但是我们会发现一个问题,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.没错,是的.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.让我们把以上的代码改一下来看看效果.
同样,我们写一个IHello的接口和一个Hello的实现类.在接口中.我们定义两个方法;代码如下 :

IHello.java

1packagesinosoft.dj.aop.proxyaop;
2
3publicinterfaceIHello{
4/**
5*业务处理A方法
6*@paramname
7*/
8voidsayHello(Stringname);
9/**
10*业务处理B方法
11*@paramname
12*/
13voidsayGoogBye(Stringname);
14}
15

Hello.java

1packagesinosoft.dj.aop.proxyaop;
2
3publicclassHelloimplementsIHello{
4
5publicvoidsayHello(Stringname){
6System.out.println("Hello"+name);
7}
8publicvoidsayGoogBye(Stringname){
9System.out.println(name+"GoodBye!");
10}
11}
12

我们一样的去写一个代理类.只不过.让这个类去实现java.lang.reflect.InvocationHandler接口,代码如下:

1packagesinosoft.dj.aop.proxyaop;
2
3importjava.lang.reflect.InvocationHandler;
4importjava.lang.reflect.Method;
5importjava.lang.reflect.Proxy;
6
7publicclassDynaProxyHelloimplementsInvocationHandler{
8
9/**
10*要处理的对象(也就是我们要在方法的前后加上业务逻辑的对象,如例子中的Hello)
11*/
12privateObjectdelegate;
13
14/**
15*动态生成方法被处理过后的对象(写法固定)
16*
17*@paramdelegate
18*@paramproxy
19*@return
20*/
21publicObjectbind(Objectdelegate){
22this.delegate=delegate;
23returnProxy.newProxyInstance(
24this.delegate.getClass().getClassLoader(),this.delegate
25.getClass().getInterfaces(),this);
26}
27/**
28*要处理的对象中的每个方法会被此方法送去JVM调用,也就是说,要处理的对象的方法只能通过此方法调用
29*此方法是动态的,不是手动调用的
30*/
31publicObjectinvoke(Objectproxy,Methodmethod,Object[]args)
32throwsThrowable{
33Objectresult=null;
34try{
35//执行原来的方法之前记录日志
36Logger.logging(Level.DEBUGE,method.getName()+"Methodend.");
37
38//JVM通过这条语句执行原来的方法(反射机制)
39result=method.invoke(this.delegate,args);
40//执行原来的方法之后记录日志
41Logger.logging(Level.INFO,method.getName()+"MethodStart!");
42}catch(Exceptione){
43e.printStackTrace();
44}
45//返回方法返回值给调用者
46returnresult;
47}
48
49}
50

上面类中出现的Logger类和Level枚举还是和上一上例子的实现是一样的.这里就不贴出代码了.

让我们写一个Test类去测试一下.代码如下:
Test.java

1packagesinosoft.dj.aop.proxyaop;
2
3publicclassTest{
4publicstaticvoidmain(String[]args){
5IHellohello=(IHello)newDynaProxyHello().bind(newHello());
6hello.sayGoogBye("DoubleJ");
7hello.sayHello("DoubleJ");
8
9}
10}
11

运行输出的结果如下:

TueMar0421:24:03CST2008sayGoogByeMethodend.
DoubleJGoodBye!
2008-3-421:24:03sayGoogByeMethodStart!
TueMar0421:24:03CST2008sayHelloMethodend.
HelloDoubleJ
2008-3-421:24:03sayHelloMethodStart!

由于线程的关系,第二个方法的开始出现在第一个方法的结束之前.这不是我们所关注的!
从上面的例子我们看出.只要你是采用面向接口编程,那么,你的任何对象的方法执行之前要加上记录日志的操作都是可以的.他(DynaPoxyHello)自动去代理执行被代理对象(Hello)中的每一个方法,一个java.lang.reflect.InvocationHandler接口就把我们的代理对象和被代理对象解藕了.但是,我们又发现还有一个问题,这个DynaPoxyHello对象只能跟我们去在方法前后加上日志记录的操作.我们能不能把DynaPoxyHello对象和日志操作对象(Logger)解藕呢?
结果是肯定的.让我们来分析一下我们的需求.
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 .接口定义如下 :

1packagesinosoft.dj.aop.proxyaop;
2
3importjava.lang.reflect.Method;
4
5publicinterfaceIOperation{
6/**
7*方法执行之前的操作
8*@parammethod
9*/
10voidstart(Methodmethod);
11/**
12*方法执行之后的操作
13*@parammethod
14*/
15voidend(Methodmethod);
16}
17

我们去写一个实现上面接口的类.我们把作他真正的操作者,如下面是日志操作者的一个类:
LoggerOperation.java

packagesinosoft.dj.aop.proxyaop;

importjava.lang.reflect.Method;

publicclassLoggerOperationimplementsIOperation{

publicvoidend(Methodmethod){
Logger.logging(Level.DEBUGE,method.getName()+"Methodend.");
}

publicvoidstart(Methodmethod){
Logger.logging(Level.INFO,method.getName()+"MethodStart!");
}

}

然后我们要改一下代理对象DynaProxyHello中的代码.如下:

1packagesinosoft.dj.aop.proxyaop;
2
3importjava.lang.reflect.InvocationHandler;
4importjava.lang.reflect.Method;
5importjava.lang.reflect.Proxy;
6
7publicclassDynaProxyHelloimplementsInvocationHandler{
8/**
9*操作者
10*/
11privateObjectproxy;
12/**
13*要处理的对象(也就是我们要在方法的前后加上业务逻辑的对象,如例子中的Hello)
14*/
15privateObjectdelegate;
16
17/**
18*动态生成方法被处理过后的对象(写法固定)
19*
20*@paramdelegate
21*@paramproxy
22*@return
23*/
24publicObjectbind(Objectdelegate,Objectproxy){
25
26this.proxy=proxy;
27this.delegate=delegate;
28returnProxy.newProxyInstance(
29this.delegate.getClass().getClassLoader(),this.delegate
30.getClass().getInterfaces(),this);
31}
32/**
33*要处理的对象中的每个方法会被此方法送去JVM调用,也就是说,要处理的对象的方法只能通过此方法调用
34*此方法是动态的,不是手动调用的
35*/
36publicObjectinvoke(Objectproxy,Methodmethod,Object[]args)
37throwsThrowable{
38Objectresult=null;
39try{
40//反射得到操作者的实例
41Classclazz=this.proxy.getClass();
42//反射得到操作者的Start方法
43Methodstart=clazz.getDeclaredMethod("start",
44newClass[]{Method.class});
45//反射执行start方法
46start.invoke(this.proxy,newObject[]{method});
47//执行要处理对象的原本方法
48result=method.invoke(this.delegate,args);
49//反射得到操作者的end方法
50Methodend=clazz.getDeclaredMethod("end",
51newClass[]{Method.class});
52//反射执行end方法
53end.invoke(this.proxy,newObject[]{method});
54
55}catch(Exceptione){
56e.printStackTrace();
57}
58returnresult;
59}
60
61}
62

然后我们把Test.java中的代码改一下.测试一下:

packagesinosoft.dj.aop.proxyaop;

publicclassTest{
publicstaticvoidmain(String[]args){
IHellohello=(IHello)newDynaProxyHello().bind(newHello(),newLoggerOperation());
hello.sayGoogBye("DoubleJ");
hello.sayHello("DoubleJ");

}
}

结果还是一样的吧.

如果你想在每个方法之前加上日志记录,而不在方法后加上日志记录.你就把LoggerOperation类改成如下:

1packagesinosoft.dj.aop.proxyaop;
2
3importjava.lang.reflect.Method;
4
5publicclassLoggerOperationimplementsIOperation{
6
7publicvoidend(Methodmethod){
8//Logger.logging(Level.DEBUGE,method.getName()+"Methodend.");
9}
10
11publicvoidstart(Methodmethod){
12Logger.logging(Level.INFO,method.getName()+"MethodStart!");
13}
14
15}
16

运行一下.你就会发现,每个方法之后没有记录日志了. 这样,我们就把代理者和操作者解藕了!

下面留一个问题给大家,如果我们不想让所有方法都被日志记录,我们应该怎么去解藕呢.?
我的想法是在代理对象的public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法里面加上个if(),对传进来的method的名字进行判断,判断的条件存在XML里面.这样我们就可以配置文件时行解藕了.如果有兴趣的朋友可以把操作者,被代理者,都通过配置文件进行配置 ,那么就可以写一个简单的SpringAOP框架了.