Spring 08: AOP面向切面編程 + 手寫AOP框架
核心解讀
- AOP：Aspect Oriented Programming，面向切面編程
- 核心1：將公共的，通用的，重複的代碼單獨開發，在需要時反織回去
- 核心2：面向接口編程，即設置接口類型的變量，傳入接口類型的參數，返回接口類型的返回值，調用接口類型的變量自身的實現方法
- 圖示
圖示分析：例如，在開發中普遍需要使用到日誌輸出功能，會將日誌輸出功能大量耦合到項目的不同位置，如上圖左側所示。
而日誌輸出功能與其實與項目本身的核心業務邏輯無關，我們只是為了不時的查看項目的運行狀態。
則可以將日誌功能單獨提出去開發，在需要的地方將日誌輸出功能(所謂：日誌功能切面)反織回去即可，如上圖右側所示。
手寫AOP框架
- 下面將手寫5個版本的AOP框架，在版本的不斷優化中，逐步理解AOP面向切面編程的核心，最後一個版本最接近Spring中AOP的原生實現
- 業務功能和切面功能用簡單的輸出語句來模擬，主要是為了簡潔直觀的演示AOP核心思想
- 手寫的AOP框架的業務背景：圖書購買業務
項目結構
- 5個AOP版本分別放在proxy01 ～ proxy05這5個包下，下圖左側為項目結構，右側為各版本用到的接口和實現類
AOP版本1
實體類
- 整個版本1，只是一個BookService實體類，業務功能和切面功能嚴重耦合
package com.example.proxy01;
/**
* 圖書購買功能和事務切面功能耦合在一個類中
*/
public class BookService {
public void buy(){
try{
System.out.println("開啟事務....");
System.out.println("圖書購買業務....");
System.out.println("提交事務....");
}catch (Exception e){
System.out.println("回滾事務....");
}
}
}
測試
- 調用BookService實體對象中的buy()方法即可
AOP版本2
優化原理
- 通過子類代理來實現將業務功能和切面功能初步拆分解耦
實體類
-
實體類BookService及其子類SubBookService
-
BookService實體類
package com.example.proxy02;
/**
* 圖書購買功能
*/
public class BookService {
public void buy(){
System.out.println("圖書購買功能....");
}
}
- SubBookService子類
package com.example.proxy02;
/**
* 子類代理：將圖書購買功能和事務切面劃分到不同類中
*/
public class SubBookService extends BookService{
@Override
public void buy() {
try{
System.out.println("開啟事務事務....");
super.buy();
System.out.println("提交事務....");
}catch (Exception e){
System.out.println("回滾事務....");
}
}
}
測試
- 調用SubBookService實體類對象中的buy()方法即可
AOP版本3
優化原理
- 通過靜態代理，可以進行受代理對象的靈活切換
接口
- Service接口
package com.example.proxy03;
/**
* 靜態代理接口
*/
public interface Service {
//定義業務功能
void buy();
}
實現類
- BookServiceImpl實現類
package com.example.proxy03;
/**
* 目標對象
*/
public class BookServiceImpl implements Service{
@Override
public void buy() {
System.out.println("圖書購買業務....");
}
}
- ProductServiceImpl實現類
package com.example.proxy03;
/**
* 另外一種業務功能的目標對象
*/
public class ProductServiceImpl implements Service{
@Override
public void buy() {
System.out.println("產品購買業務....");
}
}
- 靜態代理對象
package com.example.proxy03;
/**
* 靜態代理對象
*/
public class Agent implements Service{
//接口類型的參數
Service target;
//傳入接口類型的參數，靈活調用多種Service接口的實現類
public Agent(Service target){
this.target = target;
}
@Override
public void buy() {
try{
System.out.println("開啟事務....");
target.buy();
System.out.println("提交事務....");
}catch (Exception e){
System.out.println("關閉事務....");
}
}
}
測試
- 面向接口編程，可靈活代理多種Service接口的實現類，靈活切換受代理對象
package com.example.test;
import com.example.proxy03.Agent;
import com.example.proxy03.ProductServiceImpl;
import com.example.proxy03.Service;
import org.junit.Test;
public class TestProxy03 {
@Test
public void testProxy03(){
//可以靈活切換受代理對象，因為接口類型的參數都能接住
//Service agent = new Agent(new BookServiceImpl());
Service agent = new Agent(new ProductServiceImpl());
agent.buy();
}
}
AOP版本4
優化原理
-
AOP版本3中，雖然受代理對象可以靈活切換，但是不同的受代理對象被綁定到相同的切面功能，切面功能無法靈活切換
-
可以將上述切面功能上升到接口層次，針對不同切面功能有不同實現類
-
核心：就像Agent代理對象持有Service接口類型的變量一樣，若持有切面接口類型的變量，則可以接收不同切面接口的實現類，實現不同切面功能的靈活切換
-
考慮到切面功能出現在業務功能的前後關係，以及異常處理等情況，可以根據切面出現的時機定義切面接口中的方法
-
推導出需要定義切面接口以及如何定義接口中方法的思路圖示
接口
- 業務接口：Service接口
package com.example.proxy04;
/**
* 靜態代理接口
*/
public interface Service {
//定義業務功能
void buy();
}
- 切面接口：Aop接口
package com.example.proxy04;
/**
* 自定義Aop,切面接口
*/
public interface Aop {
default void before(){} //default關鍵字，jdk8的新特性，可以提供空實現，不強迫接口實現類實現所有接口中的方法
default void after(){} //實現類需要實現哪個方法就實現哪個方法
default void exception(){}
}
實現類
- 業務功能實現類：BookServiceImpl和ProductServiceImpl
package com.example.proxy04;
/**
* 目標對象
*/
public class BookServiceImpl implements Service {
@Override
public void buy() {
System.out.println("圖書購買業務....");
}
}
package com.example.proxy04;
public class ProductServiceImpl implements Service {
@Override
public void buy() {
System.out.println("產品生產業務....");
}
}
- 切面功能實現類：TransAopImpl和LogAopImpl
package com.example.proxy04;
public class TransAopImpl implements Aop{
@Override
public void before() {
System.out.println("開啟事務....");
}
@Override
public void after() {
System.out.println("提交事務....");
}
@Override
public void exception() {
System.out.println("回滾事務....");
}
}
package com.example.proxy04;
//切面接口中定義方法時使用了default，不必實現所有接口方法，按需實現方法即可
public class LogAopImpl implements Aop{
@Override
public void before() {
System.out.println("前置日誌輸出....");
}
}
測試
- 可以實現業務功能和切面功能的靈活組合
- 而且就像下面第2個測試一樣，因為代理對象也是Service的一個實現類，所以代理對象還可以再次被代理，一個業務功能被多個切面包圍，實現多切面
- 此時的版本已經很靈活，也已經揭示出了AOP面向切面編程的核心
package com.example.test;
import com.example.proxy04.*;
import org.junit.Test;
public class TestProxy04 {
//測試：單個業務功能 + 單個切面功能
@Test
public void testProxy04(){
//分別傳入要完成的業務功能和要切入的功能，可以靈活組合，這裡就可以有業務功能和切面功能的4種組合：2 x 2
//Service agent = new Agent(new ProductServiceImpl(), new LogAopImpl());
//Service agent = new Agent(new ProductServiceImpl(), new TransAopImpl());
//Service agent = new Agent(new BookServiceImpl(), new LogAopImpl());
Service agent = new Agent(new BookServiceImpl(), new TransAopImpl());
agent.buy();
}
//測試：單個業務功能 + 多個切面功能(本例為：日誌切面 + 事務切面)
@Test
public void testManyProxies(){
Service agent = new Agent(new ProductServiceImpl(), new LogAopImpl());
Service agent2 = new Agent(agent, new TransAopImpl());
agent2.buy();
}
}
AOP版本5
優化原理
- 靜態代理可以做到受代理對象的靈活切換，但是不可以做到代理功能的靈活切換，就像我們用動態代理優化靜態代理一樣，還可以用jdk動態代理繼續優化上述AOP版本4
- 在Spring原生的AOP框架中，底層就是使用的jdk動態代理，AOP版本5最接近Spring原生AOP框架
實體類
-
AOP版本5中除了用ProxyFactory代理工廠來動態獲取代理對象外(不再寫AOP版本4中的Agent類，4版本是靜態的，現在不用寫了)，其他接口和實現類與AOP版本4完全一致，不再贅述
-
新增ProxyFactory類，代替AOP版本4中的Agent類
-
參數比較多，看起來有些亂(包涵 包涵)，若對jdk動態代理不是很熟悉，可以參考mybatis博客集(mybatis 01 對jdk動態代理有詳細討論)
package com.example.proxy05;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
/**
* 代理工廠，獲取動態代理對象
*/
public class ProxyFactory {
//靜態方法獲取jdk動態代理對象：傳入業務功能對象 + 切面功能對象
public static Object getProxy(Service target, Aop aop){
//該方法有三個參數，第三個參數是一個匿名內部類
return Proxy.newProxyInstance(
//參數1
target.getClass().getClassLoader(),
//參數2
target.getClass().getInterfaces(),
//參數3：匿名內部類重寫的方法又有三個參數
//其中method用來反射調用外部調用的那個方法，args是調用目標方法時要傳的參數
new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object obj, Method method, Object[] args) throws Throwable {
//用來存放目標對象被調用的方法的返回值
Object res = null;
try{
//切面功能
aop.before();
//業務功能，根據外部調用的功能，動態代理目標對象被調用的方法
res = method.invoke(target, args);
//切面功能
aop.after();
}catch (Exception e){
//切面功能
aop.exception();
}
//返回目標對象被調用的方法的返回值給外部調用者
return res;
}
}
);
}
}
測試
package com.example.test;
import com.example.proxy05.BookServiceImpl;
import com.example.proxy05.ProxyFactory;
import com.example.proxy05.Service;
import com.example.proxy05.TransAopImpl;
import org.junit.Test;
public class TestProxy05 {
//測試：AOP版本5
@Test
public void testProxy05(){
//獲取動態代理對象，傳入業務功能對象和切面功能對象，這裡傳入的業務對象和切面對象可以有多種組合
Service agent = (Service) ProxyFactory.getProxy(new BookServiceImpl(), new TransAopImpl());
//完成業務功能和切面功能的組合
agent.buy();
}
}
測試輸出
開啟事務....
圖書購買業務....
提交事務....
Process finished with exit code 0
擴展測試
- 為了體現動態代理的優點，並測試有參數和有返回值的方法都可被代理，為Service接口擴展功能：order（預定圖書的功能)
接口
- Service接口新增order方法
package com.example.proxy05;
/**
* 靜態代理接口
*/
public interface Service {
//定義業務功能
void buy();
//新擴展一個預定功能
default String order(int orderNums){return null;}
//default,不強制實現類都實現該方法，按需實現
}
實現類
- 讓BookServiceImpl實現該新增的方法
package com.example.proxy05;
/**
* 目標對象
*/
public class BookServiceImpl implements Service {
@Override
public String order(int orderNums) {
System.out.println("新預定圖書: " + orderNums + " 冊");
return "預定成功";
}
@Override
public void buy() {
System.out.println("圖書購買業務....");
}
}
測試
package com.example.test;
import com.example.proxy05.BookServiceImpl;
import com.example.proxy05.ProxyFactory;
import com.example.proxy05.Service;
import com.example.proxy05.TransAopImpl;
import org.junit.Test;
public class TestProxy05 {
@Test
public void testProxy05(){
//獲取動態代理對象，傳入業務功能對象和切面功能對象
Service agent = (Service) ProxyFactory.getProxy(new BookServiceImpl(), new TransAopImpl());
//完成業務功能和切面功能的組合
String res = agent.order(10);
System.out.println("返回結果: " + res);
}
}
測試結果
開啟事務....
新預定圖書: 10 冊
提交事務....
返回結果: 預定成功
Process finished with exit code 0
小結
- 在AOP版本3優化了業務功能(靜態代理)
- 在AOP版本4優化了切面功能(AOP面向切面編程)
- 在AOP版本5優化了代理功能(jdk動態代理)
- 此時手寫的AOP版本5可以做到被代理對象的靈活切換，代理功能的靈活切換，業務功能和切面功能的靈活組合
- AOP版本5最接近Spring中AOP的原生實現原理
