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Spring AOP 的實現原理

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來源:Listen ,

listenzhangbin.com/post/2016/09/spring-aop-cglib/

AOP(Aspect Orient Programming),我們一般稱為面向方面(切麵)編程,作為面向物件的一種補充,用於處理系統中分佈於各個模塊的橫切關註點,比如事務管理、日誌、快取等等。AOP實現的關鍵在於AOP框架自動創建的AOP代理,AOP代理主要分為靜態代理和動態代理,靜態代理的代表為AspectJ;而動態代理則以Spring AOP為代表。本文會分別對AspectJ和Spring AOP的實現進行分析和介紹。

使用AspectJ的編譯時增強實現AOP

之前提到,AspectJ是靜態代理的增強,所謂的靜態代理就是AOP框架會在編譯階段生成AOP代理類,因此也稱為編譯時增強。

舉個實體的例子來說。首先我們有一個普通的Hello類

public class Hello {

    public void sayHello() {

        System.out.println(“hello”);

    }

 

    public static void main(String[] args) {

        Hello h = new Hello();

        h.sayHello();

    }

}

使用AspectJ編寫一個Aspect

public aspect TxAspect {

    void around():call(void Hello.sayHello()){

        System.out.println(“開始事務 …”);

        proceed();

        System.out.println(“事務結束 …”);

    }

}

這裡模擬了一個事務的場景,類似於Spring的宣告式事務。使用AspectJ的編譯器編譯

ajc -d . Hello.java TxAspect.aj

編譯完成之後再運行這個Hello類,可以看到以下輸出

開始事務 …

hello

事務結束 …

顯然,AOP已經生效了,那麼究竟AspectJ是如何在沒有修改Hello類的情況下為Hello類增加新功能的呢?

查看一下編譯後的Hello.class

public class Hello {

    public Hello() {

    }

 

    public void sayHello() {

        System.out.println(“hello”);

    }

 

    public static void main(String[] args) {

        Hello h = new Hello();

        sayHello_aroundBody1$advice(h, TxAspect.aspectOf(), (AroundClosure)null);

    }

}

可以看到,這個類比原來的Hello.java多了一些代碼,這就是AspectJ的靜態代理,它會在編譯階段將Aspect織入Java位元組碼中, 運行的時候就是經過增強之後的AOP物件。

public void ajc$around$com_listenzhangbin_aop_TxAspect$1$f54fe983(AroundClosure ajc$aroundClosure) {

        System.out.println(“開始事務 …”);

        ajc$around$com_listenzhangbin_aop_TxAspect$1$f54fe983proceed(ajc$aroundClosure);

        System.out.println(“事務結束 …”);

    }

從Aspect編譯後的class檔案可以更明顯的看出執行的邏輯。proceed方法就是回呼執行被代理類中的方法。

使用Spring AOP

與AspectJ的靜態代理不同,Spring AOP使用的動態代理,所謂的動態代理就是說AOP框架不會去修改位元組碼,而是在記憶體中臨時為方法生成一個AOP物件,這個AOP物件包含了標的物件的全部方法,並且在特定的切點做了增強處理,並回呼原物件的方法。

Spring AOP中的動態代理主要有兩種方式,JDK動態代理和CGLIB動態代理。JDK動態代理通過反射來接收被代理的類,並且要求被代理的類必須實現一個接口。JDK動態代理的核心是InvocationHandler接口和Proxy類。

如果標的類沒有實現接口,那麼Spring AOP會選擇使用CGLIB來動態代理標的類。CGLIB(Code Generation Library),是一個代碼生成的類庫,可以在運行時動態的生成某個類的子類,註意,CGLIB是通過繼承的方式做的動態代理,因此如果某個類被標記為final,那麼它是無法使用CGLIB做動態代理的。

為了驗證以上的說法,可以做一個簡單的測試。首先測試實現接口的情況。

定義一個接口

public interface Person {

    String sayHello(String name);

}

實現類

@Component

public class Chinese implements Person {

 

    @Timer

    @Override

    public String sayHello(String name) {

        System.out.println(“– sayHello() –“);

        return name + ” hello, AOP”;

    }

 

    public void eat(String food) {

        System.out.println(“我正在吃:” + food);

    }

 

}

這裡的@Timer註解是我自己定義的一個普通註解,用來標記Pointcut。

定義Aspect

@Aspect

@Component

public class AdviceTest {

 

    @Pointcut(“@annotation(com.listenzhangbin.aop.Timer)”)

    public void pointcut() {

    }

 

    @Before(“pointcut()”)

    public void before() {

        System.out.println(“before”);

    }

}

運行

@SpringBootApplication

@RestController

public class SpringBootDemoApplication {

 

    //這裡必須使用Person接口做註入

    @Autowired

    private Person chinese;

 

    @RequestMapping(“/test”)

    public void test() {

        chinese.sayHello(“listen”);

        System.out.println(chinese.getClass());

    }

 

    public static void main(String[] args) {

        SpringApplication.run(SpringBootDemoApplication.class, args);

    }

}

輸出

before

— sayHello() —

class com.sun.proxy.$Proxy53

可以看到型別是com.sun.proxy.$Proxy53,也就是前面提到的Proxy類,因此這裡Spring AOP使用了JDK的動態代理。

再來看看不實現接口的情況,修改Chinese類

@Component

public class Chinese {

 

    @Timer

//    @Override

    public String sayHello(String name) {

        System.out.println(“– sayHello() –“);

        return name + ” hello, AOP”;

    }

 

    public void eat(String food) {

        System.out.println(“我正在吃:” + food);

    }

 

}

運行

@SpringBootApplication

@RestController

public class SpringBootDemoApplication {

 

    //直接用Chinese類註入

    @Autowired

    private Chinese chinese;

 

    @RequestMapping(“/test”)

    public void test() {

        chinese.sayHello(“listen”);

        System.out.println(chinese.getClass());

    }

 

    public static void main(String[] args) {

        SpringApplication.run(SpringBootDemoApplication.class, args);

    }

}

輸出

before

— sayHello() —

class 

com.listenzhangbin.aop.Chinese$$EnhancerBySpringCGLIB$$56b89168

可以看到類被CGLIB增強了,也就是動態代理。這裡的CGLIB代理就是Spring AOP的代理,這個類也就是所謂的AOP代理,AOP代理類在切點動態地織入了增強處理。

小結

AspectJ在編譯時就增強了標的物件,Spring AOP的動態代理則是在每次運行時動態的增強,生成AOP代理物件,區別在於生成AOP代理物件的時機不同,相對來說AspectJ的靜態代理方式具有更好的性能,但是AspectJ需要特定的編譯器進行處理,而Spring AOP則無需特定的編譯器處理。

參考:

  • 《Spring AOP 實現原理與 CGLIB 應用》

    http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-springaopcglib/

  • 《Spring 容器AOP的實現原理——動態代理》

    http://wiki.jikexueyuan.com/project/ssh-noob-learning/dynamic-proxy.html

  • 《AOP的底層實現-CGLIB動態代理和JDK動態代理》

    http://blog.csdn.net/dreamrealised/article/details/12885739

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