AOP的底層實現-CGLIB動態代理和JDK動態代理 AOP的底層實現-CGLIB動態代理和JDK動態代理

AOP的底層實現-CGLIB動態代理和JDK動態代理

2017年12月22日 11:29:32

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cglib的實現原理   ：在內存爲目標對象創建一個子類對象，通過覆寫父類的方法 ，實現功能增強。

AOP是目前Spring框架中的核心之一，在應用中具有非常重要的作用，也是Spring其他組件的基礎。它是一種面向切面編程的思想。關於AOP的基礎知識，相信多數童鞋都已經瞭如指掌，我們就略過這部分，來講解下AOP的核心功能的底層實現機制：如何用動態代理來實現切面攔截。

        AOP的攔截功能是由java中的動態代理來實現的。說白了，就是在目標類的基礎上增加切面邏輯，生成增強的目標類（該切面邏輯或者在目標類函數執行之前，或者目標類函數執行之後，或者在目標類函數拋出異常時候執行。不同的切入時機對應不同的Interceptor的種類，如BeforeAdviseInterceptor，AfterAdviseInterceptor以及ThrowsAdviseInterceptor等）。

        那麼動態代理是如何實現將切面邏輯（advise）織入到目標類方法中去的呢？下面我們就來詳細介紹並實現AOP中用到的兩種動態代理。

        AOP的源碼中用到了兩種動態代理來實現攔截切入功能：jdk動態代理和cglib動態代理。兩種方法同時存在，各有優劣。jdk動態代理是由java內部的反射機制來實現的，cglib動態代理底層則是藉助asm來實現的。總的來說，反射機制在生成類的過程中比較高效，而asm在生成類之後的相關執行過程中比較高效（可以通過將asm生成的類進行緩存，這樣解決asm生成類過程低效問題）。還有一點必須注意：jdk動態代理的應用前提，必須是目標類基於統一的接口。如果沒有上述前提，jdk動態代理不能應用。由此可以看出，jdk動態代理有一定的侷限性，cglib這種第三方類庫實現的動態代理應用更加廣泛，且在效率上更有優勢。

一、jdk動態代理實現AOP攔截（代碼中的關鍵地方都添加了註釋）

1、爲目標類（target）定義統一的接口類Service，這個是jdk動態代理必須的前提。

package jdkproxy;

/**
 * 該類是所有被代理類的接口類，jdk實現的代理要求被代理類基於統一的接口
 *
 * @author typ
 *
 */
public interface Service {
    /**
     * add方法
     */
    public void add();

    /**
     * update方法
     */
    public void update();
}

2、目標類AService，我們的實驗目標就是在AService中add和update方法的前後實現攔截，加入自定義切面邏輯advise

package jdkproxy;

/**
 * 被代理類，即目標類target
 *
 * @author typ
 *
 */
public class AService implements Service {
    /*
     * (non-Javadoc)
     *
     * @see jdkproxy.Service#add()
     */
    public void add() {
        System.out.println("AService add>>>>>>>>>>>>>>>>>>");
    }

    /*
     * (non-Javadoc)
     *
     * @see jdkproxy.Service#update()
     */
    public void update() {
        System.out.println("AService update>>>>>>>>>>>>>>>");
    }
}

3、實現動態代理類MyInvocationHandler，實現InvocationHandler接口，並且實現接口中的invoke方法。仔細看invoke方法，就是在該方法中加入切面邏輯的。目標類方法的執行是由mehod.invoke(target,args)這條語句完成。

package jdkproxy;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * @author typ
 *
 */
public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Object target;

    MyInvocationHandler() {
        super();
    }

    MyInvocationHandler(Object target) {
        super();
        this.target = target;
    }

    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        // 程序執行前加入邏輯，MethodBeforeAdviceInterceptor
        System.out.println("before-----------------------------");
        // 程序執行
        Object result = method.invoke(target, args);
        // 程序執行後加入邏輯，MethodAfterAdviceInterceptor
        System.out.println("after------------------------------");
        return result;
    }

}

4、測試類，其中增強的目標對象是由Proxy.newProxyInstance(aService.getClass().getClassLoader(), aService.getClass().getInterfaces(), handler);來生成的。

package jdkproxy;

import java.lang.reflect.Proxy;

/**
 * @author typ
 *
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Service aService = new AService();
        MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(aService);
        // Proxy爲InvocationHandler實現類動態創建一個符合某一接口的代理實例
        Service aServiceProxy = (Service) Proxy.newProxyInstance(aService
                .getClass().getClassLoader(), aService.getClass()
                .getInterfaces(), handler);
        // 由動態生成的代理對象來aServiceProxy 代理執行程序，其中aServiceProxy 符合Service接口
        aServiceProxy.add();
        System.out.println();
        aServiceProxy.update();
        // 以下是對B的代理
        // Service bService = new BService();
        // MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(bService);
        // Service bServiceProxy = (Service) Proxy.newProxyInstance(bService
        // .getClass().getClassLoader(), bService.getClass()
        // .getInterfaces(), handler);
        // bServiceProxy.add();
        // System.out.println();
        // bServiceProxy.update();
    }
}

自此，jdk動態代理來實現AOP攔截機制的代碼已經實現，下面我們看一下攔截的結果，程序輸出結果如下：

before-----------------------------

AService add>>>>>>>>>>>>>>>>>>

after------------------------------

before-----------------------------

AService update>>>>>>>>>>>>>>>

after------------------------------
可以看到，在目標類AService的add和update方法前後已經加入了自定義的切面邏輯，AOP攔截機制生效了。

二、cglib動態代理實現AOP攔截（代碼中的關鍵地方都添加了註釋）

1、目標類，cglib不需要定義目標類的統一接口

package cglibproxy;

/**
 * 被代理類，即目標對象target
 *
 * @author typ
 *
 */
public class Base {
    /**
     * 一個模擬的add方法
     */
    public void add() {
        System.out.println("add ------------");
    }
}

2、實現動態代理類CglibProxy，需要實現MethodInterceptor接口，實現intercept方法。該代理中在add方法前後加入了自定義的切面邏輯，目標類add方法執行語句爲proxy.invokeSuper(object, args);

package cglibproxy;

import java.lang.reflect.Method;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

/**
 * 此爲代理類，用於在pointcut處添加advise
 *
 * @author typ
 *
 */
public class CglibProxy implements MethodInterceptor {

    public Object intercept(Object object, Method method, Object[] args,
            MethodProxy proxy) throws Throwable {
        // 添加切面邏輯（advise），此處是在目標類代碼執行之前，即爲MethodBeforeAdviceInterceptor。
        System.out.println("before-------------");
        // 執行目標類add方法
        proxy.invokeSuper(object, args);
        // 添加切面邏輯（advise），此處是在目標類代碼執行之後，即爲MethodAfterAdviceInterceptor。
        System.out.println("after--------------");
        return null;
    }

}

3、獲取增強的目標類的工廠Factory，其中增強的方法類對象是有Enhancer來實現的，代碼如下所示：

package cglibproxy;

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;

/**
 * 工廠類，生成增強過的目標類（已加入切入邏輯）
 *
 * @author typ
 *
 */
public class Factory {
    /**
     * 獲得增強之後的目標類，即添加了切入邏輯advice之後的目標類
     *
     * @param proxy
     * @return
     */
    public static Base getInstance(CglibProxy proxy) {
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(Base.class);
        //回調方法的參數爲代理類對象CglibProxy，最後增強目標類調用的是代理類對象CglibProxy中的intercept方法
        enhancer.setCallback(proxy);
        // 此刻，base不是單純的目標類，而是增強過的目標類
        Base base = (Base) enhancer.create();
        return base;
    }
}

4、測試類

package cglibproxy;

/**
 * @author typ
 *
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        CglibProxy proxy = new CglibProxy();
        // base爲生成的增強過的目標類
        Base base = Factory.getInstance(proxy);
        base.add();
    }
}

自此，cglib動態代理實現的AOP攔截機制已經基本實現，下面我們來看一下攔截的效果如何，程序執行結果如下：

before-------------

add ------------

after--------------

可以看到，在目標類Base的add方法前後已經加入了自定義的切面邏輯，AOP攔截機制生效了。

此外，需要說明一下的是，cglib動態代理用到了第三方類庫，需要在項目中引入兩個jar包：cglib.jar和asm.jar。稍後會在csdn資源中上傳這兩個jar包。免積分的啊。

jar包和相關代碼請見http://download.csdn.net/detail/dreamrealised/6427885

總之，AOP的核心機制和基本功能已經能夠通過動態代理來實現了，至於AOP中，如何從配置文檔中得到目標類target、advisor的bean，如何判斷攔截器類型等問題，就藉助於Spring中另一個核心IOC來解決了，後續會有IOC的核心實現機制講解。

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