java編程學習:Spring AOP 的實現機制

AOP(Aspect Orient Programming),一般稱為面向切面編程,作為面向對象的一種補充,用于處理系統中分布于各個模塊的橫切關注點,比如事務管理、日志、緩存等等。AOP實現的關鍵在于AOP框架自動創建的AOP代理,AOP代理主要分為靜態代理和動態代理,靜態代理的代表為AspectJ;而動態代理則以Spring AOP為代表。靜態代理是編譯期實現,動態代理是運行期實現,可想而知前者擁有更好的性能。

本文主要介紹Spring AOP的兩種代理實現機制,JDK動態代理和CGLIB動態代理。

靜態代理是編譯階段生成AOP代理類,也就是說生成的字節碼就織入了增強后的AOP對象;動態代理則不會修改字節碼,而是在內存中臨時生成一個AOP對象,這個AOP對象包含了目標對象的全部方法,并且在特定的切點做了增強處理,并回調原對象的方法。

Spring AOP中的動態代理主要有兩種方式,JDK動態代理和CGLIB動態代理。JDK動態代理通過反射來接收被代理的類,并且要求被代理的類必須實現一個接口。JDK動態代理的核心是InvocationHandler接口和Proxy類。

如果目標類沒有實現接口,那么Spring AOP會選擇使用CGLIB來動態代理目標類。CGLIB(Code Generation Library),是一個代碼生成的類庫,可以在運行時動態的生成某個類的子類,注意,CGLIB是通過繼承的方式做的動態代理,因此如果某個類被標記為final,那么它是無法使用CGLIB做動態代理的,諸如private的方法也是不可以作為切面的。

我們分別通過實例來研究AOP的具體實現。

直接使用Spring AOP

首先定義需要切入的接口和實現。為了簡單起見,定義一個Speakable接口和一個具體的實現類,只有兩個方法sayHi()和sayBye()。


接下來我們希望實現一個記錄sayHi()和sayBye()執行時間的功能。

定義一個MethodMonitor類用來記錄Method執行時間


光有這個類還是不夠的,希望有個靜態方法用起來更順手,像這樣


說干就干,定義一個MonitorSession


萬事具備,接下來只需要我們做好切面的編碼,


如何使用?我用了spring boot,寫一個啟動函數吧。


運行后輸出:

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動態代理

剛剛的例子其實內部實現機制就是JDK動態代理,因為Person實現了一個接口。

為了不和第一個例子沖突,我們再定義一個Person來實現Speakable, 這個實現是不帶Spring Annotation的,所以他不會被Spring托管。


重頭戲來了,我們需要利用InvocationHandler實現一個代理,讓它去包含Person這個對象。那么再運行期實際上是執行這個代理的方法,然后代理再去執行真正的方法。所以我們得以在執行真正方法的前后做一些手腳。JDK動態代理是利用反射實現,直接看代碼。


通過getProxy可以得到這個代理對象,invoke就是具體的執行方法,可以看到我們在執行每個真正的方法前后都加了Monitor。

我實現了一個工廠類來獲取Person代理對象


具體使用


輸出結果:


CGLib動態代理

我們再新建一個Person來,這次不實現任何接口。

如果Spring識別到所代理的類沒有實現Interface,那么就會使用CGLib來創建動態代理,原理實際上成為所代理類的子類。


類似的通過getProxy可以得到這個代理對象,intercept就是具體的執行方法,可以看到我們在執行每個真正的方法前后都加了Monitor。

在工廠類中增加獲得Person代理類的方法,


具體使用


輸出結果:

begin monitor..Hi!!end monitor..Method: sayHi, execution time: 53 milliseconds.begin monitor..Bye!!end monitor..Method: sayBye, execution time: 14 milliseconds.


小結

對比JDK動態代理和CGLib代理,在實際使用中發現CGLib在創建代理對象時所花費的時間卻比JDK動態代理要長,實測數據

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例化的類。

在具體方法執行效率方面,理應是不通過反射的CGlib更快一些,然后測試結果并非如此,還需要高手指教。

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

文中代碼:https://github.com/deanwong/aop-study

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