AOP&SpringAOP&两种动态代理

以你之姓@ 2024-03-23 22:18 60阅读 0赞

## 1、什么是AOP ##

切面编程（Aspect-Oriented Programming，AOP）是一种软件开发方法，旨在通过分离关注点（Concerns）来增强代码的模块性、可维护性和可重用性。

AOP 是 OOP 的延续，是软件开发中的一个热点，也是Spring框架中的一个重要内容，是函数式编程的一种衍生范型。利用AOP可以对业务逻辑的各个部分进行隔离，从而使得业务逻辑各部分之间的耦合度降低，提高程序的可重用性，同时提高了开发的效率。

切面编程通过将交叉关注点（Cross-Cutting Concerns）从主要业务逻辑中抽离出来，从而使代码更易于管理和理解。

作为一个Java工程师，你可能会经常遇到需要处理跨越多个模块和类的问题，例如日志记录、事务管理、安全认证等。这些问题通常与主要的业务逻辑分离，但它们又贯穿在整个应用中。这就是切面编程的用武之地。

以下是切面编程的关键概念和组成部分：

1.  **切面（Aspect）：** 切面是关注点的模块化，它包含一组跨越多个类的行为。例如，一个日志记录切面可以定义在每个方法执行前后记录日志。切面本身并不包含完整的业务逻辑，而是定义了如何在关注点处执行逻辑。
2.  **连接点（Join Point）：** 连接点是在应用执行过程中可以插入切面的点，通常是方法调用、对象初始化等。切面可以在连接点前、后、环绕等不同的时机执行。
3.  **通知（Advice）：** 通知是切面在连接点处执行的具体行为，可以是方法调用、异常处理、环绕逻辑等。主要的通知类型有前置通知（Before）、后置通知（After）、环绕通知（Around）、返回通知（AfterReturning）和异常通知（AfterThrowing）。
4.  **切点（Pointcut）：** 切点定义了哪些连接点会触发切面的通知。它通过表达式或规则来匹配一组连接点。
5.  **织入（Weaving）：** 织入是将切面应用到目标代码的过程，即将切面的通知插入到连接点处。织入可以在编译时、类加载时、运行时等不同阶段进行。
6.  **引入（Introduction）：** 引入是一种动态为类添加新方法或属性的机制，允许切面向现有类添加新功能。这可以用来实现类似于多继承的效果。

切面编程的优势在于它提供了一种清晰的方式来处理横切关注点，将其与主要业务逻辑分离，从而增强代码的可维护性和可扩展性。在 Java 中，切面编程的实现主要通过 Spring AOP 框架来实现，它允许你通过注解或 XML 配置来创建和管理切面。使用切面编程，你可以更加专注于核心业务逻辑，而无需过多关心交叉关注点的处理。

## 2、作用及其优势 ##

AOP（Aspect-Oriented Programming，面向切面编程）的作用是通过分离交叉关注点（Cross-Cutting Concerns）来提高代码的模块性、可维护性和可重用性。它允许开发人员将横切关注点（如日志、事务、安全性等）从主要业务逻辑中分离出来，使代码更加清晰、可维护和可扩展。

AOP 的优势体现在以下几个方面：

1.  **分离关注点：** AOP 通过将横切关注点与主要业务逻辑分离，使代码更加模块化。这使得开发人员可以专注于核心业务逻辑，而不必在各处重复编写相同的交叉关注点代码。
2.  **提高可维护性：** 通过将交叉关注点集中处理，AOP 使代码更加易于维护。如果需要修改或扩展横切关注点的逻辑，只需在一个地方进行修改，而不需要在多个地方进行修改。
3.  **降低代码冗余：** 由于交叉关注点被分离到切面中，不同的模块可以共享相同的切面，从而避免了代码冗余。例如，多个模块都需要记录日志，可以共享一个日志切面。
4.  **提高可重用性：** 切面可以在不同的模块中重用，从而提高了代码的可重用性。当需要在多个项目中使用相同的交叉关注点逻辑时，只需将切面应用到不同的项目中。
5.  **增强代码灵活性：** AOP 允许在不修改原始代码的情况下，动态地将切面织入到目标代码中。这使得你可以在运行时根据需求添加或移除切面，而不必修改主要业务逻辑。
6.  **提高代码可读性：** 将交叉关注点从主要业务逻辑中抽离，可以使主要业务逻辑更加清晰、简洁，从而提高了代码的可读性和理解性。
7.  **促进团队协作：** 通过统一处理交叉关注点，团队成员可以共享相同的设计和实现模式，从而促进团队协作和开发效率。

总而言之，作用及其优势为：

![e9dbcede93369f82604b606bcc034b2e.png][]

## 3、AOP底层实现 ##

AOP 的底层实现通常基于动态代理和字节码操作，以在运行时将切面逻辑织入到目标代码中。

**在 Java 中，主要有两种常见的 AOP 底层实现方式：基于 JDK 动态代理和基于 CGLIB 字节码操作。**

![8039f0d04b1dcb1eaf85862cd59a9821.png][]

下面分别介绍这两种实现方式的基本原理：

1.  **基于 JDK 动态代理：** JDK 动态代理利用 Java 标准库中的 **java.lang.reflect.Proxy** 类和 **java.lang.reflect.InvocationHandler** 接口来实现。当一个接口被代理时，JDK 动态代理会在运行时创建一个实现了该接口的代理类，并且每个代理方法都会被重定向到实现 **InvocationHandler** 接口的对象的调用处理方法。代理方法的调用将由调用处理方法处理，从而允许在调用目标方法之前、之后或环绕时执行切面逻辑。
2.  **基于 CGLIB 字节码操作：** CGLIB（Code Generation Library）是一个功能强大的字节码操作库，它能够生成子类并覆盖父类的方法。在基于 CGLIB 的 AOP 实现中，目标类的子类将在运行时动态生成，重写目标方法以织入切面逻辑。这种方式适用于没有实现接口的类。CGLIB 的底层机制涉及了对目标类字节码的修改，从而使得切面逻辑能够在目标类的方法中生效。

AOP 的底层实现大致流程如下：

1.  **定义切面：** 定义切面的通知方法，如前置通知、后置通知、环绕通知等。
2.  **创建代理：** 在运行时，AOP 框架会根据切面定义和目标对象，生成代理对象。
3.  **织入切面逻辑：** 将切面逻辑织入到目标对象的方法中，使得切面逻辑能够在目标方法调用的前后或环绕时执行。
4.  **执行代理方法：** 当调用代理对象的方法时，实际上是调用了代理对象中的通知方法。在通知方法内部，会执行切面逻辑，并最终调用目标方法。

需要注意的是，虽然 AOP 通过代理技术实现了切面逻辑的织入，但这种织入是在运行时动态完成的，因此可能会带来一些性能开销。选择使用 JDK 动态代理还是 CGLIB 字节码操作取决于目标类是否实现接口等因素。

总之，AOP 的底层实现主要基于动态代理和字节码操作，通过在运行时将切面逻辑织入到目标代码中，实现了交叉关注点的分离和处理。

## 4、JDK 的动态代理 ##

目录如下：

![1b52b3997868d4e0c37ab00e36c61441.png][]

目标接口：

![1c2963312a69bb8d05a16fec15b42070.png][]

目标对象：

![ff4903c332f2520aabf814ba00d93c4a.png][]

增强方法：

![92b21c60e1879b3d8d38577977f0fe2e.png][]

代理工具：

package com.xzl.proxy.jdk;
    
    import java.lang.reflect.InvocationHandler;
    import java.lang.reflect.Method;
    import java.lang.reflect.Proxy;
    
    /**
     * @author 逐梦苍穹
     * @date 2023/8/13 10:28
     */
    public class ProxyUtil {
        public static Advice advice = new Advice();
        public static <T> T getProxy(T object) {
            return (T) Proxy.newProxyInstance(object.getClass().getClassLoader(),
                    object.getClass().getInterfaces(),
                    new InvocationHandler() {
                        @Override
                        public Object invoke(Object o, Method method, Object[] objects) throws Throwable {
                            advice.before();
                            Object result = method.invoke(object, objects);
                            advice.afterReturning();
                            return result;
                        }
                    });
        }
    }

测试方法：

![00c3680db015f467e3751c82cbe391b0.png][]

测试结果：

![58c93983763f3a02202d1e3e774382a1.png][]

## 5、cglib 的动态代理 ##

CGLIB（Code Generation Library）是一个功能强大的字节码操作库，用于在运行时生成和修改 Java 类的字节码。CGLIB 动态代理是一种基于字节码操作的动态代理机制，与 JDK 动态代理不同，它可以代理类而不仅仅是接口，适用于那些没有实现接口的类。

**CGLIB 被广泛应用于许多 Java 框架和库，其中包括 Spring AOP。**

以下是 CGLIB 动态代理的基本原理和使用方式：

1.  **生成子类：** CGLIB 动态代理通过生成目标类的子类来实现代理。这个子类会重写目标类的方法，并在方法调用前后添加切面逻辑。这种方式不需要目标类实现接口。
2.  **织入切面逻辑：** CGLIB 动态代理在生成的子类中织入切面逻辑，使得切面逻辑能够在目标类的方法中生效。织入可以在方法调用前、后或环绕时进行。
3.  **创建代理对象：** 使用 CGLIB 提供的 **Enhancer** 类创建代理对象。**Enhancer** 是一个工具类，用于生成代理类的实例。

目录如下：

![a3075c47500258f7431efbba60fce3c8.png][]

增强方法：

![81148f832673482b3955a51ee6b02219.png][]

目标对象：

![b8a904f40af6185558070a75d272dafd.png][]

代理工具：

package com.xzl.proxy.cglib;
    
    import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer;
    import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
    import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;
    
    import java.lang.reflect.Method;
    
    /**
     * @author 逐梦苍穹
     * @date 2023/8/13 10:28
     */
    public class ProxyUtil<T> {
        //创建增强方法
        public static Advice advice = new Advice();
    
        //创建目标对象
        public final T target;
    
        //初始化目标对象
        public ProxyUtil(T target){
            this.target = target;
        }
    
        public T getProxy(T t){
            Enhancer enhancer = new Enhancer();//创建增强器
            enhancer.setSuperclass(t.getClass());//设置父类
            //设置回调
            enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
                @Override
                public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
                    advice.before();
                    Object invoke = method.invoke(target,objects);
                    advice.afterReturning();
                    return invoke;
                }
            });
            //创建代理对象并返回
            return (T) enhancer.create();
        }
    }

测试：

![1c09953ab387059a0dd8068af129a20c.png][]

结果：

![295b41f3a505b9f8716e2d3e6d194e4f.png][]

## 6、总结 ##

两种代码实现方式的区别有：

区别解释：

1.  **代理库不同：** 第一段代码使用了 JDK 动态代理，通过 **Proxy.newProxyInstance** 创建代理对象。第二段代码使用了 CGLIB 动态代理，通过 **Enhancer** 创建代理对象。
2.  **适用范围不同：** JDK 动态代理只能代理实现了接口的类，而 CGLIB 动态代理可以代理任何类，包括没有实现接口的类。
3.  **代理对象创建方式不同：** 在 JDK 动态代理中，代理对象是通过接口数组来创建的。而在 CGLIB 动态代理中，代理对象是通过设置父类来创建的。
4.  **方法拦截方式不同：** JDK 动态代理使用 **InvocationHandler** 来实现方法拦截。CGLIB 动态代理使用 **MethodInterceptor** 来实现方法拦截。
5.  **性能差异：** 通常情况下，JDK 动态代理比 CGLIB 动态代理要快一些。CGLIB 动态代理涉及到生成目标类的子类，并使用了更多的字节码操作，可能引入一些性能开销。

根据你的需求和场景，可以选择适合的动态代理方式。如果目标类实现了接口，可以考虑使用 JDK 动态代理；如果目标类没有实现接口，可以考虑使用 CGLIB 动态代理。

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