AOP（Aspect Orient Programming），一般稱(chēng)為面向切面編程，作為面向?qū)ο蟮囊环N補(bǔ)充，用于處理系統(tǒng)中分布于各個(gè)模塊的橫切關(guān)注點(diǎn)，比如事務(wù)管理、日志、緩存等等。AOP實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于AOP框架自動(dòng)創(chuàng)建的AOP代理，AOP代理主要分為靜態(tài)代理和動(dòng)態(tài)代理，靜態(tài)代理的代表為AspectJ；而動(dòng)態(tài)代理則以Spring AOP為代表。靜態(tài)代理是編譯期實(shí)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)代理是運(yùn)行期實(shí)現(xiàn)，可想而知前者擁有更好的性能。

本文主要介紹Spring AOP的兩種代理實(shí)現(xiàn)機(jī)制，JDK動(dòng)態(tài)代理和CGLIB動(dòng)態(tài)代理。

靜態(tài)代理是編譯階段生成AOP代理類(lèi)，也就是說(shuō)生成的字節(jié)碼就織入了增強(qiáng)后的AOP對(duì)象；動(dòng)態(tài)代理則不會(huì)修改字節(jié)碼，而是在內(nèi)存中臨時(shí)生成一個(gè)AOP對(duì)象，這個(gè)AOP對(duì)象包含了目標(biāo)對(duì)象的全部方法，并且在特定的切點(diǎn)做了增強(qiáng)處理，并回調(diào)原對(duì)象的方法。

Spring AOP中的動(dòng)態(tài)代理主要有兩種方式，JDK動(dòng)態(tài)代理和CGLIB動(dòng)態(tài)代理。JDK動(dòng)態(tài)代理通過(guò)反射來(lái)接收被代理的類(lèi)，并且要求被代理的類(lèi)必須實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口。JDK動(dòng)態(tài)代理的核心是InvocationHandler接口和Proxy類(lèi)。

如果目標(biāo)類(lèi)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)接口，那么Spring AOP會(huì)選擇使用CGLIB來(lái)動(dòng)態(tài)代理目標(biāo)類(lèi)。CGLIB（Code Generation Library），是一個(gè)代碼生成的類(lèi)庫(kù)，可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)的生成某個(gè)類(lèi)的子類(lèi)，注意，CGLIB是通過(guò)繼承的方式做的動(dòng)態(tài)代理，因此如果某個(gè)類(lèi)被標(biāo)記為final，那么它是無(wú)法使用CGLIB做動(dòng)態(tài)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(guò)實(shí)例來(lái)研究AOP的具體實(shí)現(xiàn)。

直接使用Spring AOP

首先定義需要切入的接口和實(shí)現(xiàn)。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，定義一個(gè)Speakable接口和一個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)類(lèi)，只有兩個(gè)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(lái)我們希望實(shí)現(xiàn)一個(gè)記錄sayHi()和sayBye()執(zhí)行時(shí)間的功能。

定義一個(gè)MethodMonitor類(lèi)用來(lái)記錄Method執(zhí)行時(shí)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(gè)類(lèi)還是不夠的，希望有個(gè)靜態(tài)方法用起來(lái)更順手，像這樣 

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

說(shuō)干就干，定義一個(gè)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(wàn)事具備，接下來(lái)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(xiě)一個(gè)啟動(dòng)函數(shù)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(yùn)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(dòng)態(tài)代理

剛剛的例子其實(shí)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)制就是JDK動(dòng)態(tài)代理，因?yàn)镻erson實(shí)現(xiàn)了一個(gè)接口。

為了不和***個(gè)例子沖突，我們?cè)俣x一個(gè)Person來(lái)實(shí)現(xiàn)Speakable, 這個(gè)實(shí)現(xiàn)是不帶Spring Annotation的，所以他不會(huì)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(lái)了，我們需要利用InvocationHandler實(shí)現(xiàn)一個(gè)代理，讓它去包含Person這個(gè)對(duì)象。那么再運(yùn)行期實(shí)際上是執(zhí)行這個(gè)代理的方法，然后代理再去執(zhí)行真正的方法。所以我們得以在執(zhí)行真正方法的前后做一些手腳。JDK動(dòng)態(tài)代理是利用反射實(shí)現(xiàn)，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(guò)getProxy可以得到這個(gè)代理對(duì)象，invoke就是具體的執(zhí)行方法，可以看到我們?cè)趫?zhí)行每個(gè)真正的方法前后都加了Monitor。

我實(shí)現(xiàn)了一個(gè)工廠類(lèi)來(lái)獲取Person代理對(duì)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(jié)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(dòng)態(tài)代理

我們?cè)傩陆ㄒ粋€(gè)Person來(lái)，這次不實(shí)現(xiàn)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(shí)別到所代理的類(lèi)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)Interface，那么就會(huì)使用CGLib來(lái)創(chuàng)建動(dòng)態(tài)代理，原理實(shí)際上成為所代理類(lèi)的子類(lèi)。 

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(lèi)似的通過(guò)getProxy可以得到這個(gè)代理對(duì)象，intercept就是具體的執(zhí)行方法，可以看到我們?cè)趫?zhí)行每個(gè)真正的方法前后都加了Monitor。

在工廠類(lèi)中增加獲得Person代理類(lèi)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(jié)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(jié)

對(duì)比JDK動(dòng)態(tài)代理和CGLib代理，在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)CGLib在創(chuàng)建代理對(duì)象時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間卻比JDK動(dòng)態(tài)代理要長(zhǎng)，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 

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(shí)例化的類(lèi)。

在具體方法執(zhí)行效率方面，理應(yīng)是不通過(guò)反射的CGlib更快一些，然后測(cè)試結(jié)果并非如此，還需要高手指教。   

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