如何自己实现 Spring AOP?


正好遇到了一道这样的题:抛开 Spring 来说,如何自己实现 Spring AOP ? 就喜欢这样的题,能把那些天天写增删改查从来不思考的人给 PK 下去,今天就和大家一切学习代理模式与 Spring AOP

| 代理与装饰器

场景描述

代理,即替代之意,可替代所有功能,即和原类实现相同的规范

代理模式和装饰器模式很像,之前的装饰器讲的不是很好,这里换个例子再讲一遍。

宁静的午后,来到咖啡馆,想喝一杯咖啡。

基础实现

给你一个咖啡接口:

public interface Coffee {    /**     * 打印当前咖啡的原材料,即咖啡里有什么     */    void printMaterial();}

一个默认的苦咖啡的实现:

public class BitterCoffee implements Coffee {
@Override public void printMaterial() { System.out.println("咖啡"); }}

默认的点餐逻辑:

public class Main {
public static void main(String[] args) { Coffee coffee = new BitterCoffee(); coffee.printMaterial(); }}

点一杯咖啡。



装饰器模式

优雅的服务生把咖啡端了上来,抿了一口,有些苦。想加点糖,对服务生说:“您好,请为我的咖啡加些糖”。

/** * 糖装饰器,用来给咖啡加糖 */public class SugarDecorator implements Coffee {
/** * 持有的咖啡对象 */ private final Coffee coffee;
public SugarDecorator(Coffee coffee) { this.coffee = coffee; }
@Override public void printMaterial() { System.out.println("糖"); this.coffee.printMaterial(); }}

然后服务生就拿走了我的咖啡,去使用SugarDecorator为咖啡加糖,最后把加好糖的咖啡给我。

public class Main {
public static void main(String[] args) { Coffee coffee = new BitterCoffee(); coffee = new SugarDecorator(coffee); coffee.printMaterial(); }}

看一看咖啡的成分,对的,确实加上了糖!



注意看这两行:

Coffee coffee = new BitterCoffee();        // 点了一杯苦咖啡coffee = new SugarDecorator(coffee);       // 给咖啡加了点糖

装饰器模式适合什么场景,我有一个对象,但是这个对象的功能不能令我满意,我就拿装饰器给他装饰一下。

代理模式

周末了,又抱着iPad来到了咖啡馆,准备享受一个宁静的下午。

“先生,请问您要喝点什么?”一旁礼貌的服务生上前问道。

上次点的咖啡太苦了,这次直接要个加糖的吧。

“我要一杯加糖咖啡。”

public class CoffeeWithSugar implements Coffee {
private final Coffee coffee;
public CoffeeWithSugar() { this.coffee = new BitterCoffee(); }
@Override public void printMaterial() { System.out.println("糖"); this.coffee.printMaterial(); }}

这是加糖咖啡,其实内部仍然是咖啡,只是加了些配方,就产生了一种新类,一种新的可以在菜单上呈现的饮品。

点咖啡:

public class Main {
public static void main(String[] args) { Coffee coffee = new CoffeeWithSugar(); coffee.printMaterial(); }}

正合我意,在咖啡的陪伴下度过了一个美好的下午。



差别

故事讲完了,两者实现的都是对原对象的包装,持有原对象的实例,差别在于对外的表现。

装饰器模式:点了咖啡,发现太苦了,不是自己想要的,然后用装饰器加了点糖。

Coffee coffee = new BitterCoffee();coffee = new SugarDecorator(coffee);

代理模式:直接就点的加糖咖啡。

Coffee coffee = new CoffeeWithSugar();

很细微的差别,希望大家不要弄混。

批评

去看代理模式相关的资料,五花八门,怎么理解的都有。

我觉得菜鸟教程的代理模式解释的最为正宗:在代理模式中,我们创建具有现有对象的对象,以便向外界提供功能接口。

还有,网上许多设计模式的文章都是你抄我、我抄你,一个错了,全都错了。

我觉得我需要纠正一下。谁说代理模式一定要用接口的啊?代理模式是设计模式,设计模式不分语言,假如一门语言中没有接口,那它就不能代理模式了吗?只是Java中的接口可以让我们符合依赖倒置原则进行开发,降低耦合。用抽象类可以吗?可以。用类继承可以吗?也可以。

思想明白了,用什么写还不是像玩一样?

| AOP

设计模式是思想,所以我上面说的代理模式不是仅适用于接口便与Spring AOP息息相关。

AOPAspect Oriented Programming,面向切面编程,是面向对象编程的补充。如果你不明白这句话,好好去学学面向对象就知道为什么了。

我们会声明切面,即切在某方法之前、之后或前后都执行。而Spring AOP的实现就是代理模式。

场景

正好最近写过短信验证码,就拿这个来当例子吧。

public interface SMSService {
void sendMessage();}public class SMSServiceImpl implements SMSService {
@Override public void sendMessage() { System.out.println("【梦云智】您正在执行重置密码操作,您的验证码为:1234,5分钟内有效,请不要将验证码转发给他人。"); }}

主函数:

public class Main {
public static void main(String[] args) { SMSService smsService = new SMSServiceImpl(); smsService.sendMessage(); smsService.sendMessage(); }}

费用统计

老板改需求了,发验证码要花钱,老板想看看一共在短信上花了多少钱。

正常按Spring的思路,肯定是声明一个切面,来切发短信的方法,然后在切面内统计短信费用。

只是现在没有框架,也就是这道题:抛开Spring来说,如何自己实现Spring AOP

写框架考虑的自然多些,我上文讲的代理是静态代理,编译期间就决定好的。而框架实现却是动态代理,需要在运行时生成代理对象,因为需要进行类扫描,看看哪些个类有切面需要生成代理对象。

JDK动态代理

编写一个统计短信费用的类实现InvocationHandler接口。

写到这,终于明白为什么每次后台Debug的时候都会跳转到invoke方法。

public class MoneyCountInvocationHandler implements InvocationHandler {
/** * 被代理的目标 */ private final Object target;
/** * 内部存储钱的总数 */ private Double moneyCount;
public MoneyCountInvocationHandler(Object target) { this.target = target; this.moneyCount = 0.0; }
@Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { Object result = method.invoke(target, args); moneyCount += 0.07; System.out.println("发送短信成功,共花了:" + moneyCount + "元"); return result; }}

将主函数里的smsService替换为使用MoneyCountInvocationHandler处理的代理对象。

public class Main {
public static void main(String[] args) { SMSService smsService = new SMSServiceImpl(); smsService = (SMSService) Proxy.newProxyInstance(Main.class.getClassLoader(), new Class[]{SMSService.class}, new MoneyCountInvocationHandler(smsService)); smsService.sendMessage(); smsService.sendMessage(); }}



根据InvocationHandler中的invoke方法动态生成一个类,该类实现SMSService接口,代理对象,就是用这个类实例化的。



AOP实现

上面的都实现了?写一个AOP是不是也不是难事?

主函数的代码,应该放在IOC容器初始化中,扫描包,去看看哪些个类需要生成代理对象,然后构造代理对象到容器中。

然后在invoke方法里,把统计费用的逻辑改成切面的逻辑不就好了吗?

不足分析

结束了吗?当然没有,上面的方法实现仅对接口有效。

因为JDK的动态代理,是生成一个实现相应接口的代理类。但是Spring又不是只能通过接口注入。

@Autowiredprivate Type xxxxx;

Spring@Autowired是通过声明的类型去容器里找符合的对象然后注进来的,接口是类型,类不也是类型吗?

@Autowiredprivate SMSService smsService;

这样能注进来。

@Autowiredprivate SMSServiceImpl smsService;

这样呢?也能注进来。

所以,JDK动态代理针对直接注入类类型的,就代理不了。

cglib动态代理

自古以来,从来都是时势造英雄,而不是英雄创造了时代。

出现了问题,自然会有英雄出来解决。拯救世界的就是cglib

JDK动态代理解决不了的,统统交给cglib

就这个来说:

@Autowiredprivate SMSServiceImpl smsService;

不是使用接口注入的,JDK动态代理解决不了。cglib怎么解决的呢?它会根据当前的类,动态生成一个子类,在子类中织入切面逻辑。

然后使用子类对象代理父类对象。这就是为什么我上面说:代理模式,不要拘泥于接口。

所以织入成功的,都是子类能把父类覆盖的方法。

所以cglib也不是万能的,方法是final的,子类重写不了,它当然也无计可施了。

| 总结

读书读的是什么?是真正理解作者的思想,明白作者想歌颂什么、批判什么。

框架学的是什么?不只是为了提高开发效率,而是在使用的时候,就像与设计者交流一样,能真正明白框架设计者的思想,才算用明白一款框架。

如果我们都能做到这般,又何愁设计不出一款真正属于自己的框架呢?

转自:张喜硕

链接:https://segmentfault.com/a/1190000019148468

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