JAVA高級架構師基礎功:Spring中AOP的兩種代理方式:動態代理和CGLIB詳解

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在spring框架中使用了兩種代理方式:

1.JDK自帶的動態代理。

2.Spring框架自己提供的CGLIB的方式。

這兩種也是Spring框架核心AOP的基礎。

在詳細講解上述提到的動態代理和CGLIB前,需要明白如下內容:

代理,靜態代理,動態代理。

一、概述

1、什么是代理(Java架構師交流企鵝裙*/*:1028678754 )

代理的概念容易理解,比如:微商,簡單來說微商就是替廠家賣商品。當我們從微商(代理)那里買東西時通常不知道背后的商家究竟是誰,也就是說,委托者對我們來說是不可見的。作為微商,有其自己的目標客戶,這也相當于為廠家做了一次過濾。把微商和廠家進一步抽象,微商可以抽象為代理類,廠家可抽象為委托類(被代理類)。通過微商和廠家特點可知,通過使用代理,通常有兩個優點:

其一:可以隱藏委托類的實現;

其二:可以實現客戶與委托類間的解耦,在不修改委托類代碼的情況下能夠做一些額外的處理。

2、靜態代理

若代理類在程序運行前就已經存在,那么這種代理方式被成為靜態代理。

這種情況下的代理類通常都是我們在Java代碼中定義的。 通常情況下,靜態代理中的代理類和委托類會實現同一接口或是派生自相同的父類。 下面我們用Vendor類代表生產廠家,BusinessAgent類代表微商代理,來介紹下靜態代理的簡單實現。

委托類和代理類都實現了Sell接口,Sell接口的定義如下:

Vendor類的定義如下:

從BusinessAgent類的定義我們可以了解到,靜態代理可以通過聚合來實現,讓代理類持有一個委托類的引用即可。

如果需要增加一個需求:給Vendor類增加一個過濾功能,不可以賣給學生。通過靜態代理,我們無需修改Vendor類的代碼就可以實現,只需在BusinessAgent類中的sell方法中添加一個判斷即可。如上圖可以。

這對應著我們上面提到的使用代理的第二個優點:可以實現客戶與委托類間的解耦,在不修改委托類代碼的情況下能夠做一些額外的處理。靜態代理的局限在于運行前必須編寫好代理類,下面我們重點來介紹下運行時生成代理類的動態代理方式,即動態代理機制。

二、動態代理

代理類在程序運行時創建的代理方式被成為 動態代理。?也就是說,這種情況下,代理類并不是在Java代碼中定義的,而是在運行時根據我們在Java代碼中的“指示”動態生成的。相比于靜態代理, 動態代理的優勢在于可以很方便的對代理類的函數進行統一的處理,而不用修改每個代理類的函數。 這么說比較抽象,下面我們結合一個實例來介紹一下動態代理的這個優勢是怎么體現的。

現在,假設我們要實現這樣一個需求:在執行委托類中的方法之前輸出“before”,在執行完畢后輸出“after”。我們還是以上面例子中的Vendor類作為委托類,BusinessAgent類作為代理類來進行介紹。首先我們來使用靜態代理來實現這一需求,相關代碼如下:

從以上代碼中我們可以了解到,通過靜態代理實現我們的需求需要我們在每個方法中都添加相應的邏輯,這里只存在兩個方法所以工作量還不算大,假如Sell接口中包含上百個方法呢?這時候使用靜態代理就會編寫許多冗余代碼。通過使用動態代理,我們可以做一個“統一指示”,從而對所有代理類的方法進行統一處理,而不用逐一修改每個方法。下面我們來具體介紹下如何使用動態代理方式實現我們的需求。

2、使用動態代理

(1)InvocationHandler接口

在使用動態代理時,我們需要定義一個位于代理類與委托類之間的中介類,這個中介類被要求實現InvocationHandler接口,這個接口的定義如下:

從InvocationHandler這個名稱我們就可以知道,實現了這個接口的中介類用做“調用處理器”。當我們調用代理類對象的方法時,這個“調用”會轉送到invoke方法中,代理類對象作為proxy參數傳入,參數method標識了我們具體調用的是代理類的哪個方法,args為這個方法的參數。這樣一來,我們對代理類中的所有方法的調用都會變為對invoke的調用,這樣我們可以在invoke方法中添加統一的處理邏輯(也可以根據method參數對不同的代理類方法做不同的處理)。因此我們只需在中介類的invoke方法實現中輸出“before”,然后調用委托類的invoke方法,再輸出“after”。下面我們來一步一步具體實現它。

(2)委托類的定義

動態代理方式下,要求委托類必須實現某個接口,這里我們實現的是Sell接口。委托類Vendor類的定義如下:

(3)中介類

上面我們提到過,中介類必須實現InvocationHandler接口,作為調用處理器”攔截“對代理類方法的調用。中介類的定義如下:

從以上代碼中我們可以看到,中介類持有一個委托類對象引用,在invoke方法中調用了委托類對象的相應方法,通過聚合方式持有委托類對象引用,把外部對invoke的調用最終都轉為對委托類對象的調用。下面我們來介紹一下如何”指示“以動態生成代理類。

(4)動態生成代理類

動態生成代理類的相關代碼如下:

在以上代碼中,我們調用Proxy類的newProxyInstance方法來獲取一個代理類實例。這個代理類實現了我們指定的接口并且會把方法調用分發到指定的調用處理器。這個方法的聲明如下:

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException

方法的三個參數含義分別如下:

loader:定義了代理類的ClassLoder;

interfaces:代理類實現的接口列表

h:調用處理器,也就是我們上面定義的實現了InvocationHandler接口的類實例

這里再簡單的總結下:首先通過newProxyInstance方法獲取代理類實例,而后我們便可以通過這個代理類實例調用代理類的方法,對代理類的方法的調用實際上都會調用中介類(調用處理器)的invoke方法,在invoke方法中我們調用委托類的相應方法,并且可以添加自己的處理邏輯。

如上將上面代理、靜態代理,動態代理都理解,下面講解Spring中AOP的兩種代理方式(Java動態代理和CGLIB代理)

1、動態代理

相關概念及用法上面已經講到,其具體有如下四步驟:

1、通過實現 InvocationHandler 接口創建自己的調用處理器;

2、通過為 Proxy 類指定 ClassLoader 對象和一組 interface 來創建動態代理類;

3、通過反射機制獲得動態代理類的構造函數,其唯一參數類型是調用處理器接口類型;

4、通過構造函數創建動態代理類實例,構造時調用處理器對象作為參數被傳入。

2、GCLIB代理

cglib(Code Generation Library)是一個強大的,高性能,高質量的Code生成類庫。它可以在運行期擴展Java類與實現Java接口。

cglib封裝了asm,可以在運行期動態生成新的class。

cglib用于AOP,jdk中的proxy必須基于接口,cglib卻沒有這個限制。

3、原理區別:

java動態代理是利用反射機制生成一個實現代理接口的匿名類,在調用具體方法前調用InvokeHandler來處理。而cglib動態代理是利用asm開源包,對代理對象類的class文件加載進來,通過修改其字節碼生成子類來處理。

1、如果目標對象實現了接口,默認情況下會采用JDK的動態代理實現AOP

2、如果目標對象實現了接口,可以強制使用CGLIB實現AOP

3、如果目標對象沒有實現了接口,必須采用CGLIB庫,spring會自動在JDK動態代理和CGLIB之間轉換

Spring自己的CGLIB的實現方式,他是生成了一個被代理類的子類,你也可以在子類中增加父類沒有的功能.

如何強制使用CGLIB實現AOP?

* 添加CGLIB庫,SPRING_HOME/cglib/*.jar

* 在spring配置文件中加入<aop:aspectj-autoproxy proxy-target-class="true"/>

4、JDK動態代理和CGLIB字節碼生成的區別?

* JDK動態代理只能對實現了接口的類生成代理,而不能針對類

* CGLIB是針對類實現代理,主要是對指定的類生成一個子類,覆蓋其中的方法

因為是繼承,所以該類或方法最好不要聲明成final。

*要將CGLIB的二進制發行包放在classpath下。

5、Spring AOP里面的代理實現方式

spring用代理類包裹切面,把他們織入到Spring管理的bean中。也就是說代理類偽裝成目標類,它會截取對目標類中方法的調用,讓調用者對目標類的調用都先變成調用偽裝類,偽裝類中就先執行了切面,再把調用轉發給真正的目標bean。

現在可以自己想一想,怎么搞出來這個偽裝類,才不會被調用者發現(過JVM的檢查,JAVA是強類型檢查,哪里都要檢查類型)。

1.實現和目標類相同的接口,我也實現和你一樣的接口,反正上層都是接口級別的調用,這樣我就偽裝成了和目標類一樣的類(實現了同一接口,咱是兄弟了),也就逃過了類型檢查,到java運行期的時候,利用多態的后期綁定(所以spring采用運行時),偽裝類(代理類)就變成了接口的真正實現,而他里面包裹了真實的那個目標類,最后實現具體功能的還是目標類,只不過偽裝類在之前干了點事情(寫日志,安全檢查,事物等)。

2.生成子類調用,這次用子類來做為偽裝類,當然這樣也能逃過JVM的強類型檢查,我繼承的嗎,當然查不出來了,子類重寫了目標類的所有方法,當然在這些重寫的方法中,不僅實現了目標類的功能,還在這些功能之前,實現了一些其他的(寫日志,安全檢查,事物等)。

前一種兄弟模式,spring會使用JDK的java.lang.reflect.Proxy類,它允許Spring動態生成一個新類來實現必要的接口,織入通知,并且把對這些接口的任何調用都轉發到目標類。

后一種父子模式,spring使用CGLIB庫生成目標類的一個子類,在創建這個子類的時候,spring織入通知,并且把對這個子類的調用委托到目標類。

相比之下,還是兄弟模式好些,他能更好的實現松耦合,尤其在今天都高喊著面向接口編程的情況下,父子模式只是在沒有實現接口的時候,也能織入通知,應當做一種例外。

spring aop的使用方式:

使用aop的目的:

1就是為了方便,看一個國外很有名的大師說,編程的人都是“懶人”,因為他把自己做的事情都讓程序做了。用了aop能讓你少寫很多代碼,這點就夠充分了吧

2就是為了更清晰的邏輯,可以讓你的業務邏輯去關注自己本身的業務,而不去想一些其他的事情,這些其他的事情包括:安全,事物,日志等。

第一種實現方式:使用AspectJ提供的注解package test.mine.spring.bean;

import org.aspectj.lang.annotation.AfterReturning;

import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;

import org.aspectj.lang.annotation.Before;

import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;

@Aspect

public class SleepHelper {

public SleepHelper(){

}

@Pointcut("execution(* *.sleep())")

public void sleeppoint(){}

@Before("sleeppoint()")

public void beforeSleep(){

System.out.println("睡覺前要脫衣服!");

}

@AfterReturning("sleeppoint()")

public void afterSleep(){

System.out.println("睡醒了要穿衣服!");

}

}

用@Aspect的注解來標識切面,注意不要把它漏了,否則Spring創建代理的時候會找不到它,@Pointcut注解指定了切點,@Before和@AfterReturning指定了運行時的通知,注

意的是要在注解中傳入切點的名稱。

然后我們在Spring配置文件上下點功夫,首先是增加AOP的XML命名空間和聲明相關schema

命名空間:

xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"

schema聲明:

http://www.springframework.org/schema/aop

http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-2.0.xsd

然后加上這個標簽:

<aop:aspectj-autoproxy/> 有了這個Spring就能夠自動掃描被@Aspect標注的切面了

最后是運行,很簡單方便了:

public class Test {

public static void main(String[] args){

ApplicationContext appCtx = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");

Sleepable human = (Sleepable)appCtx.getBean("human");

human.sleep();

}

}

第二種使用方式:(Java架構師交流企鵝裙*/*:1028678754 )

<bean id="sleepHelper" class="test.spring.aop.bean.SleepHelper">

<aop:config>

<aop:aspect ref="sleepHelper">

<aop:before method="beforeSleep" pointcut="execution(* *.sleep(..))"/>

<aop:after method="afterSleep" pointcut="execution(* *.sleep(..))"/>

</aop:aspect>

</aop:config>

Spring中AOP的兩種代理方式動態代理和CGLIB詳解

以上。

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