spring aop原理 JDK動態代理和CGLIB動態代理

年糕媽媽技術團隊發表於2019-01-16
SpringJDKCGLib

Spring的兩大特性是IOC和AOP IOC負責將物件動態的注入到容器，從而達到一種需要誰就注入誰，什麼時候需要就什麼時候注入的效果。理解spring的ioc也很重要。 但是今天主要來和大家講講aop。 AOP 廣泛應用於處理一些具有橫切性質的系統級服務，AOP 的出現是對 OOP 的良好補充，用於處理系統中分佈於各個模組的橫切關注點，比如事務管理、日誌、快取等等。

AOP實現的關鍵在於AOP框架自動建立的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；
  • 動態代理則以Spring AOP為代表

1，AspectJ

AspectJ是靜態代理的增強，採用編譯時生成 AOP 代理類，因此也稱為編譯時增強，具有更好的效能。 缺點：但需要使用特定的編譯器進行處理

2，Spring AOP

Spring AOP使用的動態代理，執行時生成 AOP 代理類，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物件包含了目標物件的全部方法，並且在特定的切點做了增強處理，並回撥原物件的方法。 缺點：由於 Spring AOP 需要在每次執行時生成 AOP 代理，因此效能略差一些。

由於aspectj的使用還需要使用特定的編譯器進行處理，處理起來有點麻煩。今天重要來講解Spring AOP

Spring AOP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介面。JDK動態代理的核心是InvocationHandler介面和Proxy類。
  • 如果目標類沒有實現介面，那麼Spring AOP會選擇使用CGLIB來動態代理目標類。CGLIB（Code Generation Library），是一個程式碼生成的類庫，可以在執行時動態的生成某個類的子類（通過修改位元組碼來實現代理）。 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，那麼它是無法使用CGLIB做動態代理的。 jdk和cglib動態代理來共同實現我們的aop面向切面的功能。

下面就來用簡單的程式碼來演示下jdk和cglib動態代理的實現原理。

一，jdk動態代理實現AOP攔截

  • 1，為target目標類定義一個介面JdkInterface，這是jdk動態代理實現的前提
/**
 * Created by qcl on 2018/11/29
 * desc: jdk動態aop代理需要實現的介面
 */
public interface JdkInterface {
    public void add();
}
複製程式碼
  • 2,用我們要代理的目標類JdkClass實現上面我們定義的介面，我們的實驗目標就是在不改變JdkClass目標類的前提下，在目標類的add方法的前後實現攔截，加入自定義切面邏輯。這就是aop的魅力所在：程式碼與程式碼之間沒有耦合。
/**
 * Created by qcl on 2018/11/29
 * desc: 被代理的類，即目標類target
 */
public class JdkClass implements JdkInterface {
    @Override
    public void add() {
        System.out.println("目標類的add方法");
    }
}
複製程式碼

-3 ，到了關鍵的一步，用我們的MyInvocationHandler，實現InvocationHandler介面，並且實現介面中的invoke方法。仔細看invoke方法，就是在該方法中加入切面邏輯的。目標類方法的執行是由mehod.invoke(target,args)這條語句完成。

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

/**
 * Created by qcl on 2018/11/29
 * desc:這裡加入切面邏輯
 */
public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Object target;

    public MyInvocationHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("before-------切面加入邏輯");
        Object invoke = method.invoke(target, args);//通過反射執行，目標類的方法
        System.out.println("after-------切面加入邏輯");
        return invoke;
    }
}
複製程式碼
  • 4，測試結果
/**
 * Created by qcl on 2018/11/29
 * desc:測試
 */
public class JdkTest {
    public static void main(String[] args) {
        JdkClass jdkClass = new JdkClass();
        MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(jdkClass);
        // Proxy為InvocationHandler實現類動態建立一個符合某一介面的代理例項
        //這裡的proxyInstance就是我們目標類的增強代理類
        JdkInterface proxyInstance = (JdkInterface) Proxy.newProxyInstance(jdkClass.getClass().getClassLoader(),
                jdkClass.getClass()
                        .getInterfaces(), handler);
        proxyInstance.add();
        //列印增強過的類型別
        System.out.println("=============" + proxyInstance.getClass());

    }
}
複製程式碼

執行上面測試類可以得到如下結果

結果
可以看到，目標類的add方法前後已經加入了自定義的切面邏輯，AOP攔截機制生效了。再看class com.sun.proxy.$Proxy0。這裡進一步證明__JDK動態代理的核心是InvocationHandler介面和Proxy類__

二，cglib動態代理實現AOP攔截

  • 1，定義一個要被代理的Base目標類（cglib不需要定義介面）
/**
 * Created by qcl on 2018/11/29
 * desc:要被代理的類
 */
public class Base {
    public void add(){
        System.out.println("目標類的add方法");
    }
}
複製程式碼
  • 2，定義CglibProxy類，實現MethodInterceptor介面，實現intercept方法。該代理的目的也是在add方法前後加入了自定義的切面邏輯，目標類add方法執行語句為proxy.invokeSuper(object, args)
import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * Created by qcl on 2018/11/29
 * desc:這裡加入切面邏輯
 */
public class CglibProxy implements MethodInterceptor {
    @Override
    public Object intercept(Object object, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy)
            throws Throwable {
        System.out.println("before-------切面加入邏輯");
        methodProxy.invokeSuper(object, args);
        System.out.println("after-------切面加入邏輯");
        return null;
    }
}
複製程式碼
  • 3，測試類
/**
 * Created by qcl on 2018/11/29
 * desc:測試類
 */
public class CglibTest {
    public static void main(String[] args) {
        CglibProxy proxy = new CglibProxy();
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(Base.class);
        //回撥方法的引數為代理類物件CglibProxy,最後增強目標類呼叫的是代理類物件CglibProxy中的intercept方法
        enhancer.setCallback(proxy);
        //此刻，base不是單車的目標類，而是增強過的目標類
        Base base = (Base) enhancer.create();
        base.add();

        Class<? extends Base> baseClass = base.getClass();
        //檢視增強過的類的父類是不是未增強的Base類
        System.out.println("增強過的類的父類："+baseClass.getSuperclass().getName());
        System.out.println("============列印增強過的類的所有方法==============");
        FanSheUtils.printMethods(baseClass);


        //沒有被增強過的base類
        Base base2 = new Base();
        System.out.println("未增強過的類的父類："+base2.getClass().getSuperclass().getName());
        System.out.println("=============列印增未強過的目標類的方法===============");
        FanSheUtils.printMethods(base2.getClass());//列印沒有增強過的類的所有方法

    }
}
複製程式碼

下面是列印結果

結果
通過列印結果可以看到

  • cglib動態的攔截切入成功了
  • cglib動態代理的方式是在執行時動態的生成目標類（Base）的子類,並且在目標類現有方法的基礎上新增了很多cglib特有的方法。 下面貼出用反射列印類所有方法的工具類
public class FanSheUtils {

    //列印該類的所有方法
    public static void printMethods(Class cl) {
        System.out.println();
        //獲得包含該類所有其他方法的陣列
        Method[] methods = cl.getDeclaredMethods();
        //遍歷陣列
        for (Method method : methods) {
            System.out.print("  ");
            //獲得該方法的修飾符並列印
            String modifiers = Modifier.toString(method.getModifiers());
            if (modifiers.length() > 0) {
                System.out.print(modifiers + " ");
            }
            //列印方法名
            System.out.print(method.getName() + "(");

            //獲得該方法包含所有引數型別的Class物件的陣列
            Class[] paramTypes = method.getParameterTypes();
            //遍歷陣列
            for (int i = 0; i < paramTypes.length; i++) {
                if (i > 0) {
                    System.out.print(",");
                }
                System.out.print(paramTypes[i].getName());
            }
            System.out.println(");");
        }
    }
}
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注意：上面用到了cglib.jar和asm.jar。在我們的maven的pom.xml裡引入下面類庫即可

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
        </dependency>
複製程式碼

by年糕媽媽qcl

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