AOP实现机制和代理
AOP的基本概念
AOP即Aspect-Oriented Programming的缩写,中文的意思是面向切面(或方面)编程。它是一种思想,可在不改变程序源码的情况下为程序添加额外的功能;
AOP的发展阶段
静态AOP:Aspect形式,通过特定的编译器,将实现后的Aspect编译并织入到系统的静态类中;
动态AOP:AOP的织入过程在系统运行开始之后运行,而不是预先编译到系统中;
AOP的主要意图
允许通过分离应用的业务逻辑与系统级服务进行内聚性的开发。应用对象只实现业务逻辑即可,并不负责其它的系统级关注点;
AOP的应用场景
日志记录、跟踪、监控和优化,性能统计、优化,安全、权限控制,应用系统的异常捕捉及处理,缓存,持久化,懒加载(Lazyloading),内容传递,调试,资源池,同步等等
AOP是什么(Aspect Oriented Programming)
AOP是一种编程范式,提供从另一个角度来考虑程序结构以完善面向对象编程(OOP)。
AOP为开发者提供了一种描述横切关注点的机制,并能够自动将横切关注点织入到面向对象的软件系统中,从而实现了横切关注点的模块化。
AOP能够将那些与业务无关,却为业务模块所共同调用的逻辑或责任,例如事务处理、日志管理、权限控制等,封装起来,便于减少系统的重复代码,降低模块间的耦合度,并有利于未来的可操作性和可维护性。
nAOP能干什么,也是AOP带来的好处
1:降低模块的耦合度
2:使系统容易扩展
3:设计决定的迟绑定:使用AOP,设计师可以推迟为将来的需求作决定,因为它可以把这种需求作为独立的方面很容易的实现。
4:更好的代码复用性
AOP(Aspect Orient Programming),作为面向对象编程的一种补充,广泛应用于处理一些具有横切性质的系统级服务,如事务管理、安全检查、缓存、对象池管理等。AOP实现的关键就在于AOP框架自动创建的AOP代理,AOP代理则可分为静态代理和动态代理两大类,其中静态代理是指使用AOP框架提供的命令进行编译,从而在编译阶段就可生成AOP代理类,因此也称为编译时增强;而动态代理则在运行时借助于JDK动态代理、CGLIB等在内存中“临时”生成AOP动态代理类,因此也被称为运行时增强。
AOP就是面向切面编程,可以从以下几个方面来实现AOP
在编译期修改源代码;
在运行期字节码加载前修改字节码;
在运行期字节码加载后动态的创建代理类的字节码
Java在JDK1.3后引入的动态代理机制,使我们可以在运行期动态的创建代理类。使用动态代理实现AOP需要有四个角色:被代理的类,被代理类的接口,织入器,和InvocationHandler,而织入器使用接口反射机制生成一个代理类,然后在这个代理类中织入代码。被代理的类是AOP里所说的目标,InvocationHandler是切面,它包含了Advice和Pointcut。
动态代理的核心其实就是代理对象的生成,即Proxy.newProxyInstance(classLoader, proxyInterface, handler)
动态代理在运行期通过接口动态生成代理类,这为其带来了一定的灵活性,但这个灵活性却带来了两个问题,第一代理类必须实现一个接口,如果没实现接口会抛出一个异常。第二性能影响,因为动态代理使用反射的机制实现的,首先反射肯定比直接调用要慢,经过测试大概每个代理类比静态代理多出10几毫秒的消耗。其次 使用反射大量生成类文件可能引起Full GC造成性能影响,因为字节码文件加载后会存放在JVM运行时区的方法区(或者叫持久代)中,当方法区满的时候,会引起Full GC,所以当你大量使用动态代理时,可以将持久代设置大一些,减少Full GC次数。
使用动态字节码生成技术实现AOP原理是在运行期间目标字节码加载后,生成目标类的子类,将切面逻辑加入到子类中,所以使用Cglib实现AOP不需要基于接口。
Cglib是一个强大的,高性能的Code生成类库,它可以在运行期间扩展Java类和实现Java接口,它封装了Asm,所以使用Cglib前需要引入Asm的jar
如果我们实现了一个自定义类加载器,在类加载到JVM之前直接修改某些类的方法,并将切入逻辑织入到这个方法里,然后将修改后的字节码文件交给虚拟机运行,那岂不是更直接。
javassist是一个编辑字节码的框架,可以让你很简单地操作字节码。它可以在运行期定义或修改Class。使用Javassist实现AOP的原理是在字节码加载前直接修改需要切入的方法。这比使用Cglib实现AOP更加高效,并且没太多限制
使用自定义的类加载器实现AOP在性能上要优于动态代理和Cglib,因为它不会产生新类,但是它仍然存在一个问题,就是如果其他的类加载器来加载类的话,这些类将不会被拦截。
自定义的类加载器实现AOP只能拦截自己加载的字节码,那么有没有一种方式能够监控所有类加载器加载字节码呢?有,使用Instrumentation,它是 Java 5 提供的新特性,使用 Instrumentation,开发者可以构建一个字节码转换器,在字节码加载前进行转换
AOP实战
说了这么多理论,那AOP到底能做什么呢? AOP能做的事情非常多。