如何理解Spring AOP的實現機制

這篇文章將為大家詳細講解有關如何理解Spring AOP的實現機制，文章內容質量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關知識有一定的了解。

AOP（Aspect Orient Programming），一般稱為面向切面編程，作為面向對象的一種補充，用于處理系統中分布于各個模塊的橫切關注點，比如事務管理、日志、緩存等等。AOP實現的關鍵在于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。靜態代理是編譯期實現，動態代理是運行期實現，可想而知前者擁有更好的性能。

這里主要介紹Spring AOP的兩種代理實現機制，JDK動態代理和CGLIB動態代理。

靜態代理是編譯階段生成AOP代理類，也就是說生成的字節碼就織入了增強后的AOP對象；動態代理則不會修改字節碼，而是在內存中臨時生成一個AOP對象，這個AOP對象包含了目標對象的全部方法，并且在特定的切點做了增強處理，并回調原對象的方法。

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，并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。

如果目標類沒有實現接口，那么Spring AOP會選擇使用CGLIB來動態代理目標類。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，注意，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，那么它是無法使用CGLIB做動態代理的，諸如private的方法也是不可以作為切面的。

我們分別通過實例來研究AOP的具體實現。

直接使用Spring AOP

首先定義需要切入的接口和實現。為了簡單起見，定義一個Speakable接口和一個具體的實現類，只有兩個方法sayHi()和sayBye()。

public interface Speakable {   void sayHi();   void sayBye();  }  @Service  public class PersonSpring implements Speakable {   @Override   public void sayHi() {   try {   Thread.currentThread().sleep(30);   } catch (Exception e) {   throw new RuntimeException(e);   }   System.out.println("Hi!!");   }   @Override   public void sayBye() {   try {   Thread.currentThread().sleep(10);   } catch (Exception e) {   throw new RuntimeException(e);   }   System.out.println("Bye!!");   }  }

接下來我們希望實現一個記錄sayHi()和sayBye()執行時間的功能。

定義一個MethodMonitor類用來記錄Method執行時間

public class MethodMonitor {   private long start;   private String method;   public MethodMonitor(String method) {   this.method = method;   System.out.println("begin monitor..");   this.start = System.currentTimeMillis();   }   public void log() {   long elapsedTime = System.currentTimeMillis() - start;   System.out.println("end monitor..");   System.out.println("Method: " + method + ", execution time: " + elapsedTime + " milliseconds.");   }  }

光有這個類還是不夠的，希望有個靜態方法用起來更順手，像這樣

MonitorSession.begin();  doWork();  MonitorSession.end();

說干就干，定義一個MonitorSession

public class MonitorSession {   private static ThreadLocal<MethodMonitor> monitorThreadLocal = new ThreadLocal<>();   public static void begin(String method) {   MethodMonitor logger = new MethodMonitor(method);   monitorThreadLocal.set(logger);   }   public static void end() {   MethodMonitor logger = monitorThreadLocal.get();   logger.log();   }  }

萬事具備，接下來只需要我們做好切面的編碼，

@Aspect  @Component  public class MonitorAdvice {   @Pointcut("execution (* com.deanwangpro.aop.service.Speakable.*(..))")   public void pointcut() {   }   @Around("pointcut()")   public void around(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {   MonitorSession.begin(pjp.getSignature().getName());   pjp.proceed();   MonitorSession.end();   }  }

如何使用？我用了spring boot，寫一個啟動函數吧。

@SpringBootApplication  public class Application {   @Autowired   private Speakable personSpring;   public static void main(String[] args) {   SpringApplication.run(Application.class, args);   }   @Bean   public CommandLineRunner commandLineRunner(ApplicationContext ctx) {   return args -> {   // spring aop   System.out.println("******** spring aop ******** ");   personSpring.sayHi();   personSpring.sayBye();   System.exit(0);   };   }  }

運行后輸出: 

jdk dynamic proxy begin monitor..Hi!!end monitor..Method: sayHi, execution time: 32 milliseconds.begin monitor..Bye!!end monitor..Method: sayBye, execution time: 22 milliseconds.

JDK動態代理

剛剛的例子其實內部實現機制就是JDK動態代理，因為Person實現了一個接口。

為了不和***個例子沖突，我們再定義一個Person來實現Speakable, 這個實現是不帶Spring Annotation的，所以他不會被Spring托管。

public class PersonImpl implements Speakable {   @Override   public void sayHi() {   try {   Thread.currentThread().sleep(30);   } catch (Exception e) {   throw new RuntimeException(e);   }   System.out.println("Hi!!");   }   @Override   public void sayBye() {   try {   Thread.currentThread().sleep(10);   } catch (Exception e) {   throw new RuntimeException(e);   }   System.out.println("Bye!!");   }  }

重頭戲來了，我們需要利用InvocationHandler實現一個代理，讓它去包含Person這個對象。那么再運行期實際上是執行這個代理的方法，然后代理再去執行真正的方法。所以我們得以在執行真正方法的前后做一些手腳。JDK動態代理是利用反射實現，直接看代碼。

public class DynamicProxy implements InvocationHandler {   private Object target;   public DynamicProxy(Object object) {   this.target = object;   }   @Override   public Object invoke(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2)   throws Throwable {   MonitorSession.begin(arg1.getName());   Object obj = arg1.invoke(target, arg2);   MonitorSession.end();   return obj;   }   @SuppressWarnings("unchecked")   public <T> T getProxy() {   return (T) Proxy.newProxyInstance(   target.getClass().getClassLoader(),   target.getClass().getInterfaces(),   this   );   }  }

通過getProxy可以得到這個代理對象，invoke就是具體的執行方法，可以看到我們在執行每個真正的方法前后都加了Monitor。

我實現了一個工廠類來獲取Person代理對象

public class PersonProxyFactory {   public static Speakable newJdkProxy() {   // 代理PersonImpl   DynamicProxy dynamicProxy = new DynamicProxy(new PersonImpl());   Speakable proxy = dynamicProxy.getProxy();   return proxy;   }  }

具體使用

// jdk dynamic proxy  System.out.println("******** jdk dynamic proxy ******** ");  Speakable jdkProxy = PersonProxyFactory.newJdkProxy();  jdkProxy.sayHi();  jdkProxy.sayBye();

輸出結果:

******** jdk dynamic proxy ********   begin monitor..  Hi!!  end monitor..  Method: sayHi, execution time: 32 milliseconds.  begin monitor..  Bye!!  end monitor..  Method: sayBye, execution time: 22 milliseconds.

CGLib動態代理

我們再新建一個Person來，這次不實現任何接口。

public class Person {   public void sayHi() {   try {   Thread.currentThread().sleep(30);   } catch (Exception e) {   throw new RuntimeException(e);   }   System.out.println("Hi!!");   }   public void sayBye() {   try {   Thread.currentThread().sleep(10);   } catch (Exception e) {   throw new RuntimeException(e);   }   System.out.println("Bye!!");   }  }

如果Spring識別到所代理的類沒有實現Interface，那么就會使用CGLib來創建動態代理，原理實際上成為所代理類的子類。

public class CGLibProxy implements MethodInterceptor {   private static CGLibProxy instance = new CGLibProxy();   private CGLibProxy() {   }   public static CGLibProxy getInstance() {   return instance;   }   private Enhancer enhancer = new Enhancer();   @SuppressWarnings("unchecked")   public <T> T getProxy(Class<T> clazz) {   enhancer.setSuperclass(clazz);   enhancer.setCallback(this);   return (T) enhancer.create();   }   @Override   public Object intercept(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2,   MethodProxy arg3) throws Throwable {   MonitorSession.begin(arg1.getName());   Object obj = arg3.invokeSuper(arg0, arg2);   MonitorSession.end();   return obj;   }  }

類似的通過getProxy可以得到這個代理對象，intercept就是具體的執行方法，可以看到我們在執行每個真正的方法前后都加了Monitor。

在工廠類中增加獲得Person代理類的方法,

public static Person newCglibProxy() {   CGLibProxy cglibProxy = CGLibProxy.getInstance();   Person proxy = cglibProxy.getProxy(Person.class);   return proxy;  }

具體使用

// cglib dynamic proxy  System.out.println("******** cglib proxy ******** ");  Person cglibProxy = PersonProxyFactory.newCglibProxy();  cglibProxy.sayHi();  cglibProxy.sayBye();

輸出結果：

begin monitor..Hi!!end monitor..Method: sayHi, execution time: 53 milliseconds.begin monitor..Bye!!end monitor..Method: sayBye, execution time: 14 milliseconds.

小結

對比JDK動態代理和CGLib代理，在實際使用中發現CGLib在創建代理對象時所花費的時間卻比JDK動態代理要長，實測數據

Method: newJdkProxy, execution time: 5 milliseconds.  Method: newCglibProxy, execution time: 18 milliseconds.

所以CGLib更適合代理不需要頻繁實例化的類。

在具體方法執行效率方面，理應是不通過反射的CGlib更快一些，然后測試結果并非如此，還需要高手指教。 

JDKMethod: sayHi, execution time: 32 milliseconds.CGLibMethod: sayHi, execution time: 53 milliseconds.

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