反射实现 AOP 动态代理模式(Spring AOP 的实现 原理)

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:

 1 package  sinosoft.dj.aop.staticaop;
 2
 3 public   interface  IHello  {
 4      /** */ /**
 5      * 假设这是一个业务方法
 6      *  @param  name
 7       */
 8      void  sayHello(String name);
 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

package  sinosoft.dj.aop.staticaop;

public   class  Hello  implements  IHello  {

     public   void  sayHello(String name)  {
        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:

 1 package  sinosoft.dj.aop.staticaop;
 2
 3 public   class  HelloProxy  implements  IHello  {
 4      private  IHello hello;
 5
 6      public  HelloProxy(IHello hello)  {
 7          this .hello  =  hello;
 8     }
 9
10      public   void  sayHello(String name)  {
11         Logger.logging(Level.DEBUGE,  " sayHello method start . " );
12         hello.sayHello(name);
13         Logger.logging(Level.INFO,  " sayHello method end! " );
14
15     }
16
17 }
18

其中.Logger类和Level枚举代码如下:
Logger.java

 1 package  sinosoft.dj.aop.staticaop;
 2
 3 import  java.util.Date;
 4
 5 public   class  Logger {
 6      /** */ /**
 7      * 根据等级记录日志
 8      *  @param  level
 9      *  @param  context
10       */
11      public   static   void  logging(Level level, String context)  {
12          if  (level.equals(Level.INFO))  {
13             System.out.println( new  Date().toLocaleString()  +   "   "   +  context);
14         }
15          if  (level.equals(Level.DEBUGE))  {
16             System.err.println( new  Date()  +   "   "   +  context);
17         }
18     }
19
20 }
21

Level.java

1 package  sinosoft.dj.aop.staticaop;
2
3 public   enum  Level  {
4     INFO,DEBUGE;
5 }
6

那我们去写个测试类看看,代码如下:
Test.java

1 package  sinosoft.dj.aop.staticaop;
2
3 public   class  Test  {
4      public   static   void  main(String[] args)  {
5         IHello hello  =   new  HelloProxy( new  Hello());
6         hello.sayHello( " Doublej " );
7     }
8 }
9

运行以上代码我们可以得到下面结果:

Tue Mar  04   20 : 57 : 12  CST  2008  sayHello method start .
Hello Doublej
2008 - 3 - 4   20 : 57 : 12  sayHello method end!

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:

1 package  sinosoft.dj.aop.staticaop;
2
3 public   class  Test  {
4      public   static   void  main(String[] args)  {
5         IHello hello  =   new  Hello();
6         hello.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.

Java动态代理类位于Java.lang.reflect包下，一般主要涉及到以下两个类：

(1). Interface InvocationHandler：该接口中仅定义了一个方法Object：invoke(Object obj,Method method,Object[] args)。在实际使用时，第一个参数obj一般是指代理类，method是被代理的方法，如上例中的request()，args为该方法的参数数组。 这个抽象方法在代理类中动态实现。

 

(2).Proxy：该类即为动态代理类，作用类似于上例中的ProxySubject，其中主要包含以下内容：

Protected Proxy(InvocationHandler h)：构造函数，估计用于给内部的h赋值。

 

Static Class getProxyClass (ClassLoader loader, Class[] interfaces)：获得一个代理类，其中loader是类装载器，interfaces是真实类所拥有的全部接口的数组。

 

Static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h)：返回代理类的一个实例，返回后的代理类可以当作被代理类使用

 

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

 1 package  sinosoft.dj.aop.proxyaop;
 2
 3 public   interface  IHello  {
 4      /** */ /**
 5      * 业务处理A方法
 6      *  @param  name
 7       */
 8      void  sayHello(String name);
 9      /** */ /**
10      * 业务处理B方法
11      *  @param  name
12       */
13      void  sayGoogBye(String name);
14 }
15

Hello.java

 1 package  sinosoft.dj.aop.proxyaop;
 2
 3 public   class  Hello  implements  IHello  {
 4
 5      public   void  sayHello(String name)  {
 6         System.out.println( " Hello  "   +  name);
 7     }
 8      public   void  sayGoogBye(String name)  {
 9         System.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:

 1 package  sinosoft.dj.aop.proxyaop;
 2
 3 import  java.lang.reflect.InvocationHandler;
 4 import  java.lang.reflect.Method;
 5 import  java.lang.reflect.Proxy;
 6
 7 public   class  DynaProxyHello  implements  InvocationHandler  {
 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       */
12      private  Object delegate;
13
14      /** */ /**
15      * 动态生成方法被处理过后的对象 (写法固定)
16      * 
17      *  @param  delegate
18      *  @param  proxy
19      *  @return
20       */
21      public  Object bind(Object delegate)  {
22          this .delegate  =  delegate;
23          return  Proxy.newProxyInstance(
24                  this .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       */
31      public  Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
32              throws  Throwable  {
33         Object result  =   null ;
34          try   {
35              // 执行原来的方法之前记录日志
36             Logger.logging(Level.DEBUGE, method.getName()  +   "  Method end  . " );
37             
38              // JVM通过这条语句执行原来的方法(反射机制)
39             result  =  method.invoke( this .delegate, args);
40              // 执行原来的方法之后记录日志
41             Logger.logging(Level.INFO, method.getName()  +   "  Method Start! " );
42         }   catch  (Exception e)  {
43             e.printStackTrace();
44         }
45          // 返回方法返回值给调用者
46          return  result;
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

 1 package  sinosoft.dj.aop.proxyaop;
 2
 3 public   class  Test  {
 4      public   static   void  main(String[] args)  {
 5         IHello hello  =  (IHello) new  DynaProxyHello().bind( new  Hello());
 6         hello.sayGoogBye( " Double J " );
 7         hello.sayHello( " Double J " );
 8         
 9     }
10 }
11

运行输出的结果如下:

Tue Mar  04   21 : 24 : 03  CST  2008  sayGoogBye Method end  .
Double J GoodBye!
2008 - 3 - 4   21 : 24 : 03  sayGoogBye Method Start!
Tue Mar  04   21 : 24 : 03  CST  2008  sayHello Method end  .
Hello Double J
2008 - 3 - 4   21 : 24 : 03  sayHello Method Start!

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 :

 1 package  sinosoft.dj.aop.proxyaop;
 2
 3 import  java.lang.reflect.Method;
 4
 5 public   interface  IOperation  {
 6      /** */ /**
 7      * 方法执行之前的操作
 8      *  @param  method
 9       */
10      void  start(Method method);
11      /** */ /**
12      * 方法执行之后的操作
13      *  @param  method
14       */
15      void  end(Method method);
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

package  sinosoft.dj.aop.proxyaop;

import  java.lang.reflect.Method;

public   class  LoggerOperation  implements  IOperation  {

     public   void  end(Method method)  {
        Logger.logging(Level.DEBUGE, method.getName()  +   "  Method end  . " );
    }

     public   void  start(Method method)  {
        Logger.logging(Level.INFO, method.getName()  +   "  Method Start! " );
    }

}

然后我们要改一下代理对象DynaProxyHello中的代码.如下:

 1 package  sinosoft.dj.aop.proxyaop;
 2
 3 import  java.lang.reflect.InvocationHandler;
 4 import  java.lang.reflect.Method;
 5 import  java.lang.reflect.Proxy;
 6
 7 public   class  DynaProxyHello  implements  InvocationHandler  {
 8      /** */ /**
 9      * 操作者
10       */
11      private  Object proxy;
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       */
15      private  Object delegate;
16
17      /** */ /**
18      * 动态生成方法被处理过后的对象 (写法固定)
19      * 
20      *  @param  delegate
21      *  @param  proxy
22      *  @return
23       */
24      public  Object bind(Object delegate,Object proxy)  {
25         
26          this .proxy  =  proxy;
27          this .delegate  =  delegate;
28          return  Proxy.newProxyInstance(
29                  this .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       */
36      public  Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
37              throws  Throwable  {
38         Object result  =   null ;
39          try   {
40              // 反射得到操作者的实例
41             Class clazz  =   this .proxy.getClass();
42              // 反射得到操作者的Start方法
43             Method start  =  clazz.getDeclaredMethod( " start " ,
44                      new  Class[]  { Method. class  } );
45              // 反射执行start方法
46             start.invoke( this .proxy,  new  Object[]  { method } );
47              // 执行要处理对象的原本方法
48             result  =  method.invoke( this .delegate, args);
49 //             反射得到操作者的end方法
50             Method end  =  clazz.getDeclaredMethod( " end " ,
51                      new  Class[]  { Method. class  } );
52 //             反射执行end方法
53             end.invoke( this .proxy,  new  Object[]  { method } );
54
55         }   catch  (Exception e)  {
56             e.printStackTrace();
57         }
58          return  result;
59     }
60
61 }
62

然后我们把Test.java中的代码改一下.测试一下:

package  sinosoft.dj.aop.proxyaop;

public   class  Test  {
     public   static   void  main(String[] args)  {
        IHello hello  =  (IHello) new  DynaProxyHello().bind( new  Hello(), new  LoggerOperation());
        hello.sayGoogBye( " Double J " );
        hello.sayHello( " Double J " );
        
    }
}

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:

 1 package  sinosoft.dj.aop.proxyaop;
 2
 3 import  java.lang.reflect.Method;
 4
 5 public   class  LoggerOperation  implements  IOperation  {
 6
 7      public   void  end(Method method)  {
 8          // Logger.logging(Level.DEBUGE, method.getName() + " Method end  .");
 9     }
10
11      public   void  start(Method method)  {
12         Logger.logging(Level.INFO, method.getName()  +   "  Method Start! " );
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.