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。