AOP学习一：JDK动态代理

AOP，Aspect Oriented Programming，就是所谓的面向切面编程。这个词语的含义，网上的解释已经很多很多了，理解起来并不怎么难，照葫芦画瓢也能开发出带aop功能的模块出来。开始我也是这样，但只是会用，对它的原理却并没有做过深入地学习。之前一段时间挺闲，于是就打算从头开始认认真真地去研究下aop的原理。于是便有了如下的一套学习笔记，分享出来，只要照着上面的代码敲一遍，相信也会对aop的实现有所掌握。

在开始aop学习之前，先来说下两种动态代理技术：JDK动态代理及CGLib动态代理。aop便是以这两者为基础，实现了切面编程的功能。

何为代理？当一个类被AOP织入增强后，就产出了一个代理类，这个类融合了原类和一些需要添加的增强逻辑。根据不同的代理方式，代理类既可能是和原类具有相同接口的类，也可能就是原类的子类，所以我们可以采用调用原类相同的方式调用代理类。

Spring AOP使用了两种代理机制：一种是基于JDK的动态代理；另一种是基于CGLib的动态代理。之所以需要两种代理机制，很大程度上是因为JDK本身只提供接口的代理，而不支持类的代理。下面依次来讲述这两种动态代理的实现。

JDK动态代理

JDK的动态代理主要涉及到java.lang.reflect包中的两个类：Proxy和InvocationHandler。其中InvocationHandler是一个接口，可以通过实现该接口来定义横切逻辑，并通过反射机制调用目标类的代码，动态地将横切逻辑和业务逻辑编织在一起。而Proxy利用InvocationHandler动态创建一个符合某一接口的实例，生成目标类的代理对象。下面给出使用示例：

业务接口：

 package proxy.jdk;

 public interface ForumService {
     void removeTopic(int topicId);
     void removeForum(int forumId);
 }

业务接口实现类：

 package proxy.jdk;

 public class ForumServiceImpl implements ForumService {

     @Override
     public void removeTopic(int topicId) {
         System.out.println("模拟删除Topic记录：" + topicId);
         try {
             Thread.sleep(20);
         } catch (Exception e) {
             throw new RuntimeException(e);
         }
     }

     @Override
     public void removeForum(int forumId) {
         System.out.println("模拟删除Forum记录：" + forumId);
         try {
             Thread.sleep(40);
         } catch (Exception e) {
             throw new RuntimeException(e);
         }
     }

 }

上面的实现类中，只是简单地实现了接口中定义的方法。现在，我们要实现这样的功能：如果这两个方法被调用，则记录下调用日志，并且简单计算下执行时间。如果照正常的逻辑来处理，那应该是类似下面的逻辑代码：

 @Override
 public void removeTopic(int topicId) {
     System.out.println("调用目标对象方法 [removeTopic]开始...");
     long start = System.currentTimeMillis();
     System.out.println("模拟删除Topic记录：" + topicId);
     try {
         Thread.sleep(20);
     } catch (Exception e) {
         throw new RuntimeException(e);
     }
     long end = System.currentTimeMillis();
     System.out.println("调用目标对象方法[removeTopic]结束.总共花费了: " + (end - start) + "ms");
 }

日志的记录及时间的计算代码包围在核心的业务代码外，并且同样的代码实现需要对removeForum这个方法再写一遍。可想而知，如果有多个方法要处理，这样的重复处理的代码需要写多次。既浪费时间，又使代码变得臃肿。现在，我们通过JDK动态代理技术，来实现上面的功能：

实现了InvocationHandler接口的类：

 package proxy.jdk;

 import java.lang.reflect.InvocationHandler;
 import java.lang.reflect.Method;

 public class PerformationHandler implements InvocationHandler {
     // 目标业务类
     private Object target;

     public PerformationHandler(Object target) {
         this.target = target;
     }

     /**
      * 将横切逻辑代码与业务代码编织到一起
      */
     @Override
     public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
         String methodName = target.getClass().getName() + "." +method.getName();
         System.out.println("调用目标对象方法 [" + methodName + "]开始...");
         long start = System.currentTimeMillis();
         // 通过反射调用目标类的目标方法
         Object obj = method.invoke(target, args);
         long end = System.currentTimeMillis();
         System.out.println("调用目标对象方法[" + methodName + "]结束.总共花费了: " + (end - start) + "ms");
         return obj;
     }

 }

InvocationHandler接口定义了一个invoke()方法，proxy是最终生成的代理实例，一般不会用到；method是被代理目标实例的某个具体方法，通过它可以发起目标实例方法的反射调用；args是通过被代理实例某一方法的入参，在方法反射调用时使用。

按照我们正常调用的逻辑，实现代码应该如下：

 // 正常的业务实现
 ForumService forumService = new ForumServiceImpl();
 forumService.removeTopic(10);
 forumService.removeForum(13);

但现在我们使用了动态代理，因此就通过代理来调用。

通过Proxy结合PerformationHandler创建业务接口的代理实例：

 // 通过动态代理来实现
 ForumService target = new ForumServiceImpl();
 PerformationHandler handler = new PerformationHandler(target);
 ForumService proxy = (ForumService) Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target
         .getClass().getInterfaces(), handler);
 proxy.removeForum(10);
 proxy.removeTopic(12);

通过Proxy的newProxyInstance()静态方法为混合了业务处理逻辑和性能监视逻辑的handler创建一个符合ForumService接口的代理实例。该方法的第一个入参为类加载器；第二个入参为创建代理所需要实现的一组接口；第三个参数是整合了业务逻辑和性能监视逻辑(这里即所谓的横切逻辑)的编织器对象。生成的代理实例实现了目标业务类的所有接口，即ForumServiceImpl的ForumService接口。这样，我们就可以按照调用ForumService接口实现相同的方式调用代理实例。运行以上代码，输出结果如下：

调用目标对象方法 [proxy.jdk.ForumServiceImpl.removeForum]开始...
模拟删除Forum记录：10
调用目标对象方法[proxy.jdk.ForumServiceImpl.removeForum]结束.总共花费了: 40ms
调用目标对象方法 [proxy.jdk.ForumServiceImpl.removeTopic]开始...
模拟删除Topic记录：12
调用目标对象方法[proxy.jdk.ForumServiceImpl.removeTopic]结束.总共花费了: 20ms

我们发现，程序的运行效果和直接在业务类中编写性能监视逻辑的效果一致，但是在这里，原来分散的横切逻辑代码已经被抽取到PerformationHandler中，当调用代理对象的removeForum()和removeTopic()方法时，便调用了invoke()方法。