反射实现 AOP 动态代理模式(Spring AOP 的实现 原理)

原文地址
http://www.blogjava.net/DoubleJ/archive/2009/07/25/183796.html

好长时间没有用过Spring了. 突然拿起书.我都发现自己对AOP都不熟悉了.
其实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:
1package sinosoft.dj.aop.staticaop;
2
3public 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:
1package sinosoft.dj.aop.staticaop;
2
3public 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
1package sinosoft.dj.aop.staticaop;
2
3import java.util.Date;
4
5public 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}
21Level.java

1package sinosoft.dj.aop.staticaop;
2
3public enum Level {
4    INFO,DEBUGE;
5}
6那我们去写个测试类看看,代码如下:
Test.java
1package sinosoft.dj.aop.staticaop;
2
3public 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:
1package sinosoft.dj.aop.staticaop;
2
3public 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.
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
1package sinosoft.dj.aop.proxyaop;
2
3public 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

1package sinosoft.dj.aop.proxyaop;
2
3public 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:
1package sinosoft.dj.aop.proxyaop;
2
3import java.lang.reflect.InvocationHandler;
4import java.lang.reflect.Method;
5import java.lang.reflect.Proxy;
6
7public 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
1package sinosoft.dj.aop.proxyaop;
2
3public 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 :
1package sinosoft.dj.aop.proxyaop;
2
3import java.lang.reflect.Method;
4
5public 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:
1package sinosoft.dj.aop.proxyaop;
2
3import java.lang.reflect.InvocationHandler;
4import java.lang.reflect.Method;
5import java.lang.reflect.Proxy;
6
7public 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:
1package sinosoft.dj.aop.proxyaop;
2
3import java.lang.reflect.Method;
4
5public 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.