Spring AOP的实现机制

北城余情 提交于 2020-01-26 02:33:01

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接口和代理类。

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(代码生成库),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最终的,那么它是无法使用CGLIB做动态代理的,诸如私人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,定义一个口述接口和一个具体的实现类,只有两个方法的sayHi()和sayBye()。

public interface Speakable {    void sayHi();    void sayBye();}

 

@Servicepublic 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!!");    }}

接下来我们希望实现一个记录的sayHi()和sayBye()执行时间的功能。

定义一个MethodMonitor类用来记录方法执行时间

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 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();    }}

万事具备,接下来只需要我们做好切面的编码,

@Aspect@Componentpublic 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,写一个启动函数吧。

@SpringBootApplicationpublic 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);        };    }}

运行后输出:

jdk动态代理  
开始监控.. 
嗨!! 
结束监视器。
方法:sayHi,执行时间:32毫秒。
开始监视.. 
再见!! 
结束监视器。
方法:sayBye,执行时间:22毫秒。

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,因为人实现了一个接口。

为了不和第一个例子冲突,我们再定义一个人来实现Speakable,这个实现是不带Spring Annotation的,所以他不会被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!!");    }}

重头戏来了,我们需要利用的InvocationHandler实现一个代理,让它去包含人这个对象。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代理动态的英文利用反射实现,直接看代码。

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        );    }}

通过getProxy可以得到这个代理对象,调用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监视器。

我实现了一个工厂类来获取个人代理对象

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

具体使用

// jdk dynamic proxySystem.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

我们再新建一个人来,这次不实现任何接口。

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!!");    }}

如果春季识别到所代理的类没有实现接口,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 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;    }}

类似的通过getProxy可以得到这个代理对象,拦截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监视器。

在工厂类中增加获得个人代理类的方法,

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

具体使用

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

输出结果:

开始监视.. 
嗨!! 
结束监视器。
方法:sayHi,执行时间:53毫秒。
开始监视.. 
再见!! 
结束监视器。
方法:sayBye,执行时间:14毫秒。

小结

对比JDK代理动态状语从句: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 
方法:sayHi,执行时间:32毫秒。
CGLib 
方法:sayHi,执行时间:53毫秒。

文中代码:HTTPS://github.com/deanwong/aop-study

 

扩展阅读

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来源:http://www.importnew.com/28342.html

 

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