Spring AOP的实现机制
AOP（Aspect Orient Programming），一般称为面向切面编程，作为面向对象的一种补充，用于处理系统中分布于各个模块的横切关注点，比如事务管理、日志、缓存等等。AOP实现的关键在于AOP框架自动创建的AOP代理，AOP代理主要分为静态代理和动态代理，静态代理的代表为AspectJ；而动态代理则以Spring AOP为代表。静态代理是编译期实现，动态代理是运行期实现，可想而知前者拥有更好的性能。本文主要介绍Spring AOP的两种代理实现机制，JDK动态代理和CGLIB动态代理。
静态代理是编译阶段生成AOP代理类，也就是说生成的字节码就织入了增强后的AOP对象；动态代理则不会修改字节码，而是在内存中临时生成一个AOP对象，这个AOP对象包含了目标对象的全部方法，并且在特定的切点做了增强处理，并回调原对象的方法。
Spring AOP中的动态代理主要有两种方式，JDK动态代理和CGLIB动态代理。JDK动态代理通过反射来接收被代理的类，并且要求被代理的类必须实现一个接口。JDK动态代理的核心是InvocationHandler接口和Proxy类。
如果目标类没有实现接口，那么Spring AOP会选择使用CGLIB来动态代理目标类。CGLIB（Code Generation Library），是一个代码生成的类库，可以在运行时动态的生成某个类的子类，注意，CGLIB是通过继承的方式做的动态代理，因此如果某个类被标记为final，那么它是无法使用CGLIB做动态代理的，诸如private的方法也是不可以作为切面的。
我们分别通过实例来研究AOP的具体实现。
直接使用Spring AOP
首先定义需要切入的接口和实现。为了简单起见，定义一个 Speakable
接口和一个具体的实现类，只有两个方法 sayHi()
和 sayBye()
。
public interfaceSpeakable{
voidsayHi();
voidsayBye();
}
@Service
public classPersonSpringimplementsSpeakable{
@Override
publicvoidsayHi(){
try {
Thread.currentThread().sleep(30);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("Hi!!");
}
@Override
publicvoidsayBye(){
try {
Thread.currentThread().sleep(10);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("Bye!!");
}
}
接下来我们希望实现一个记录 sayHi()
和 sayBye()
执行时间的功能。
定义一个 MethodMonitor
类用来记录Method执行时间
public classMethodMonitor{
private long start;
private String method;
publicMethodMonitor(String method){
this.method = method;
System.out.println("begin monitor..");
this.start = System.currentTimeMillis();
}
publicvoidlog(){
long elapsedTime = System.currentTimeMillis() - start;
System.out.println("end monitor..");
System.out.println("Method: " + method + ", execution time: " + elapsedTime + " milliseconds.");
}
}
光有这个类还是不够的，希望有个静态方法用起来更顺手，像这样
MonitorSession.begin(); doWork(); MonitorSession.end();
说干就干，定义一个 MonitorSession
public classMonitorSession{
private static ThreadLocal<MethodMonitor> monitorThreadLocal = new ThreadLocal<>();
publicstaticvoidbegin(String method){
MethodMonitor logger = new MethodMonitor(method);
monitorThreadLocal.set(logger);
}
publicstaticvoidend(){
MethodMonitor logger = monitorThreadLocal.get();
logger.log();
}
}
万事具备，接下来只需要我们做好切面的编码，
@Aspect
@Component
public classMonitorAdvice{
@Pointcut("execution (* com.deanwangpro.aop.service.Speakable.*(..))")
publicvoidpointcut(){
}
@Around("pointcut()")
publicvoidaround(ProceedingJoinPoint pjp)throwsThrowable{
MonitorSession.begin(pjp.getSignature().getName());
pjp.proceed();
MonitorSession.end();
}
}
如何使用？我用了spring boot，写一个启动函数吧。
@SpringBootApplication
public classApplication{
@Autowired
private Speakable personSpring;
publicstaticvoidmain(String[] args){
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
@Bean
publicCommandLineRunnercommandLineRunner(ApplicationContext ctx){
return args -> {
// spring aop
System.out.println("******** spring aop ******** ");
personSpring.sayHi();
personSpring.sayBye();
System.exit(0);
};
}
}
运行后输出:
******** 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动态代理
刚刚的例子其实内部实现机制就是JDK动态代理，因为Person实现了一个接口。
为了不和第一个例子冲突，我们再定义一个 Person
来实现 Speakable
, 这个实现是不带Spring Annotation的，所以他不会被Spring托管。
public classPersonImplimplementsSpeakable{
@Override
publicvoidsayHi(){
try {
Thread.currentThread().sleep(30);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("Hi!!");
}
@Override
publicvoidsayBye(){
try {
Thread.currentThread().sleep(10);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("Bye!!");
}
}
重头戏来了，我们需要利用 InvocationHandler
实现一个代理，让它去包含 Person
这个对象。那么再运行期实际上是执行这个代理的方法，然后代理再去执行真正的方法。所以我们得以在执行真正方法的前后做一些手脚。JDK动态代理是利用反射实现，直接看代码。
public classDynamicProxyimplementsInvocationHandler{
private Object target;
publicDynamicProxy(Object object){
this.target = object;
}
@Override
publicObjectinvoke(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> TgetProxy(){
return (T) Proxy.newProxyInstance(
target.getClass().getClassLoader(),
target.getClass().getInterfaces(),
this
);
}
}
通过 getProxy
可以得到这个代理对象， invoke
就是具体的执行方法，可以看到我们在执行每个真正的方法前后都加了Monitor。
我实现了一个工厂类来获取Person代理对象
public classPersonProxyFactory{
publicstaticSpeakablenewJdkProxy(){
// 代理PersonImpl
DynamicProxy dynamicProxy = new DynamicProxy(new PersonImpl());
Speakable proxy = dynamicProxy.getProxy();
return proxy;
}
}
具体使用
// jdk dynamic proxy
System.out.println("******** jdk dynamic proxy ******** ");
Speakable jdkProxy = PersonProxyFactory.newJdkProxy();
jdkProxy.sayHi();
jdkProxy.sayBye();
输出结果:
******** 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动态代理
我们再新建一个 Person
来，这次不实现任何接口。
public classPerson{
publicvoidsayHi(){
try {
Thread.currentThread().sleep(30);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("Hi!!");
}
publicvoidsayBye(){
try {
Thread.currentThread().sleep(10);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("Bye!!");
}
}
如果Spring识别到所代理的类没有实现Interface，那么就会使用CGLib来创建动态代理，原理实际上成为所代理类的子类。
public classCGLibProxyimplementsMethodInterceptor{
private static CGLibProxy instance = new CGLibProxy();
privateCGLibProxy(){
}
publicstaticCGLibProxygetInstance(){
return instance;
}
private Enhancer enhancer = new Enhancer();
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T> TgetProxy(Class<T> clazz){
enhancer.setSuperclass(clazz);
enhancer.setCallback(this);
return (T) enhancer.create();
}
@Override
publicObjectintercept(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2,
MethodProxy arg3) throws Throwable {
MonitorSession.begin(arg1.getName());
Object obj = arg3.invokeSuper(arg0, arg2);
MonitorSession.end();
return obj;
}
}
类似的通过 getProxy
可以得到这个代理对象， intercept
就是具体的执行方法，可以看到我们在执行每个真正的方法前后都加了Monitor。
在工厂类中增加获得Person代理类的方法,
publicstaticPersonnewCglibProxy(){
CGLibProxy cglibProxy = CGLibProxy.getInstance();
Person proxy = cglibProxy.getProxy(Person.class);
return proxy;
}
具体使用
// cglib dynamic proxy
System.out.println("******** cglib proxy ******** ");
Person cglibProxy = PersonProxyFactory.newCglibProxy();
cglibProxy.sayHi();
cglibProxy.sayBye();
输出结果：
begin monitor.. Hi!! end monitor.. Method: sayHi, execution time: 53 milliseconds. begin monitor.. Bye!! end monitor.. Method: sayBye, execution time: 14 milliseconds.
小结
对比JDK动态代理和CGLib代理，在实际使用中发现CGLib在创建代理对象时所花费的时间却比JDK动态代理要长，实测数据
Method: newJdkProxy, execution time: 5 milliseconds. Method: newCglibProxy, execution time: 18 milliseconds.
所以CGLib更适合代理不需要频繁实例化的类。
在具体方法执行效率方面，理应是不通过反射的CGlib更快一些，然后测试结果并非如此，还需要高手指教。
JDK Method: sayHi, execution time: 32 milliseconds. CGLib Method: sayHi, execution time: 53 milliseconds.
以上code都可以通过 Github 中获取。
正文到此结束
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