【Java EE进阶 --- SpringBoot】AOP原理

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上篇博客讲到Spring AOP的应用,这篇博客带你了解Spring是如何实现AOP的?

代理模式

代理模式,也叫做委托模式:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

作用:提供一个代理类,让程序员调用目标方法时,不再是直接对目标方法进行调用,而是通过代理类间接调用。

在这里插入图片描述
生活中的例子:

  • 律师:法庭上,代理辩护人进行辩护
  • 房产中介:房屋进行租凭时,房东会把房屋授权给中介,由中介代理租凭事务

代理模式中的主要角色

  1. Subject:业务接口类,可以是抽象类(调用方)
  2. RealSubject:业务实现类,具体业务逻辑实现,也就是目标方法(被代理对象)
  3. Proxy: 代理类,RealSubject的代理

客户端角度出发,它调用Subject接口定义的目标方法,并不关心这个方法的实现逻辑。
代理模式结构出发,Proxy(代理类)没有实现目标方法,但是它可以调用目标方法并且在不修改目标方法的前提下,增加其他逻辑(功能),使得整个代码的可扩展性大大提高

在这里插入图片描述

静态代理

静态代理:由程序员创建代理类或特定工具自动生成源码在对其编译,在程序运行前代理类的.class文件就已经存在了也就是在租房之前,中介就已经做好了准备工作,就等客户来“调用”了。

我们通过代码来观察一下:

定义业务接口(定义出租房子):

public interface HouseSubject{
    void rentHouse();
}

实现接口(房东出租房子):

public class RealHouseSubject implements HouseSubject{
     @Override
     public void rentHouse(){
         System,out.println("我是房东,我要出租房子");
     }
}

代理类(中介,代理房东出租房子)

public class HouseProxy implements HouseSubject{
    private HouseSubject houseSubject;
    public HouseProxy(HouseSubject houseSubject){
         this.houseSubject = houseSubject;
    }
    
    @Override
    public void rentHouse(){
         System,out.println("我是中介,开始代理");
         
         houseSubject.rentHouse();
         
         System,out.println("我是中介,结束代理");
    }
}

客户端使用方法:

public class Main{
    public static void main(String[] args){
        HouseSubject subject=new RealHouseSubject();
        //创建代理类
        HouseProxy proxy=new HouseProxy(subject);
        //通过代理类访问目标方法
        proxy.rentHouse();
    }
}

从运行结果发现,虽然静态代理都实现了目标方法的代理,但是方法的增强都是手动完成,很死板。如果以后需要增加其他接口(功能),还需要对业务实现类新增代理类。

其实这里我有一个疑问,为什么不把所有方法都写在一个类里面,这样就只有一个代理类了。

这样设计会反应出一些原则问题,比如违反一个职责原则:一个类只能表现出它本身职责;代理逻辑难以复用:代理模式的主要职责受到限制,因为不同方法需要不同的增强逻辑,不能都混在一个类里面。(比如要其中一个方法计算耗时,但是另一个方法需要事务管理,最好的方法就是动态代理+职责拆分

动态代理

动态代理:在程序运⾏时,运⽤反射机制动态创建⽽成

我们不需要针对每个对象都单独创建一个代理类,⽽是把这个创建代理对象的⼯作推迟到程序运⾏时由JVM来实现.也就是说动态代理在程序运⾏时,根据需要动态创建⽣成。(有点像懒汉模式)
Java对动态代理进行了实现,并提供了一些API,常见的实现有:

  • JDK动态代理
  • CGLIB动态代理

JDK动态代理

定义接口及其实现类(HouseSubject和RealHouseSubject)

public interface HouseSubject{
    void rentHouse();
}

public class RealHouseSubject implements HouseSubject{
     @Override
     public void rentHouse(){
         System,out.println("我是房东,我要出租房子");
     }
}

自定义InvocationHandler并重写invoke方法,在invoke方法中调用目标方法(被代理方法)并自定义一些处理逻辑

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

public class JDKInvocationHandler implements InvocationHandler {
    //目标对象就是代理对象
    private Object target;

    public JDKInvocationHandler(Object target){
        this.target=target;
    }
     /**
     * @param proxy 代理对象
     * @param method 目标方法
     * @param args 方法对应的参数
     * @return
     * @throws Throwable
     */
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        //代理增强内容
        System.out.println("我是中介,开始代理");
        //通过反射调用被代理的方法
        Object retVal=method.invoke(target,args);
        System.out.println("我是中介,结束代理");
        return retVal;
    }
}

InvocationHandler接⼝是Java动态代理的关键接⼝之⼀,它定义了⼀个单⼀⽅法invoke(),⽤于处理被代理对象的⽅法调⽤。通过InvocationHandler接口,对被代理对象的方法进行功能增强。

客户端创建一个代理对象并使用

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HouseSubject target=  new RealHouseSubject();
        
        //创建⼀个代理类:通过被代理类、被代理实现的接⼝、⽅法调⽤处理器来创建
        HouseSubject proxy = (HouseSubject) Proxy.newProxyInstance(
                target.getClass().getClassLoader(),//使用目标类的类加载器
                new Class[]{HouseSubject.class},//代理要实现的接口
                new JDKInvocationHandler(target)//方法调用代理类
        );
        proxy.rentHouse();
    }
}

整个流程是:

  1. JVM在运行时动态创建一个新的类(相当于静态代理的手动实现接口),这个类实现了HouseSubject接口(相当于中介的”工作证“,证明中介可以提供出租房子)
  2. 客户端调用代理对象(中介)的rentHouse()方法
  3. 进入动态生成的rentHouse()方法(客户端租房请求)
  4. 动态生成类将调用转发给代理类(中介)
  5. 进入代理类(中介)的invoke()方法
  6. 执行前置增强(开始代理)
  7. 通过反射调用目标方法method.invkoe()(中介联系房东)
  8. 进入RealHouseSubject的rentHouse()方法(出租房子)
  9. 执行后置增强功能(结束代理)
  10. 返回结果给InvocationHandler (中介完成任务)
  11. 返回结果给动态生成类 (中介向客户反馈结果)
  12. 返回客户端调用者(客户租到房子)

在这里插入图片描述
总结:JVM为接口中的每个方法生成相同的调用模板,所有的方法调用都通过invoke这一个入口,新增方法时 代理逻辑自动生效(method.invoke(target, args)调用实际方法),无需修改代码。

CGLIB动态代理

CGLIB是开源项目,使用需要添加相关依赖

 <dependency>
     <groupId>cglib</groupId>
     <artifactId>cglib</artifactId>
     <version>3.3.0</version>
 </dependency>

接口及其实现类同上:

自定义MethodeInterceptor 并重写intercept方法(与invoke类似)

import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;

import java.lang.reflect.Method;

public class CGLIBInterceptor implements MethodInterceptor {
    //目标对象(中介)
    private Object target;

    public CGLIBInterceptor() {
        this.target=target;
    }

    /**
     * @param obj 被代理的对象(房东)
     * @param method 目标方法(增强方法)
     * @param args 方法参数
     * @param proxy 代理对象(中介)调用原始方法
     * @return
     * @throws Throwable
     */
    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        //代理增强内容
        System.out.println("我是中介,开始代理");
        //通过反射调用被代理的方法
        Object retVal=method.invoke(target,args);
        System.out.println("我是中介,结束代理");
        return retVal;
    }
}

客户端创建代理类:

public class DynamicMain {
    public static void main(String[] args) {
        HouseSubject target=  new RealHouseSubject();
        //被代理的接口 拦截的目标方法
        HouseSubject proxy= (HouseSubject)
                Enhancer.create(target.getClass(),new CGLIBInterceptor(target));
        proxy.rentHouse();
    }
}

总结

  • AOP和Ioc一样都是一种思想,AOP是对某一类事件的集中处理,Spring框架实现了AOP,称之为Spring AOP。
  • Spring AOP常⻅实现⽅式有两种:
    1.基于注解@Aspect来实现
    2.基于⾃定义注解来实现,还有⼀些更原始的⽅式:基于代理等等
  • Spring AOP是基于JDK,CGLIB动态代理实现的,运⾏时使⽤哪种⽅式与项⽬配置和代理的对象有关。

完结撒花!🎉

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