Java實(shí)現(xiàn)AOP的幾種方式

1、Java 實(shí)現(xiàn) AOP 的幾種方式Spring AOP 實(shí)現(xiàn)機(jī)制標(biāo)簽： javaspringaop2014-05-23 11:43 12359人閱讀 評(píng)論 （1） 收藏 舉報(bào) 分類(lèi)： JAVA 技術(shù)（ 34 ） 技術(shù)類(lèi)（ 11） （1） AOP 的各種實(shí)現(xiàn)在編譯器修改源代碼、 在運(yùn)行期字節(jié)碼加載 前修改字節(jié)碼或字節(jié)碼加載后動(dòng)態(tài)創(chuàng)建代理類(lèi)的字節(jié)碼。以 下是各種實(shí)現(xiàn)機(jī)制的比較： 類(lèi)別分為靜態(tài) AOP （包括靜態(tài) 織入）和動(dòng)態(tài) AOP （包括動(dòng)態(tài)代理、動(dòng)態(tài)字節(jié)碼生成、自定 義類(lèi)加載器、字節(jié)碼轉(zhuǎn)換）。靜態(tài)織入：a、原理：在編譯期， 切面直接以字節(jié)碼形式編譯到目標(biāo)字節(jié)碼文件中；b 、優(yōu)點(diǎn)：對(duì)系統(tǒng)性能無(wú)影

2、響；c、缺點(diǎn)：不夠靈活； 動(dòng)態(tài)代理：a、原理：在運(yùn)行期，目標(biāo)類(lèi)加載后，為接口動(dòng)態(tài)生成代理類(lèi)。 將切面織入到代理類(lèi)中；b、優(yōu)點(diǎn)：更靈活；c、缺點(diǎn)：切入 的關(guān)注點(diǎn)要實(shí)現(xiàn)接口；動(dòng)態(tài)字節(jié)碼生成：a、原理：在運(yùn)行期，目標(biāo)類(lèi)加載后， 動(dòng)態(tài)構(gòu)建字節(jié)碼文件生成目標(biāo)類(lèi)的子類(lèi)， 將切面邏輯加入到子類(lèi)中；b、優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有接口也可以織入； c、缺點(diǎn)：擴(kuò)展類(lèi)的實(shí)例方法為 final時(shí)，無(wú)法進(jìn)行織入；自定義類(lèi)加載器a、原理：在運(yùn)行期，目標(biāo)加載前，將切面邏 輯加到目標(biāo)字節(jié)碼里；b、優(yōu)點(diǎn)：可以對(duì)絕大部分類(lèi)進(jìn)行織 入；c、缺點(diǎn)：代碼中若使用了其它類(lèi)加載器，則這些類(lèi)將 不會(huì)被織入； 字節(jié)碼轉(zhuǎn)換a、原理：在運(yùn)行期，所有類(lèi)加載器加載字

3、節(jié)碼前進(jìn)行攔截； b 、優(yōu)點(diǎn)：可以對(duì)所有類(lèi)進(jìn)行織 入；c、缺點(diǎn)： （2） Joinpoint :攔截點(diǎn)，如某個(gè)業(yè)務(wù)方法； Pointcut ： Jointpoint 的表達(dá)式，表示攔截哪些方法。一個(gè) Pointcut 對(duì)應(yīng)多個(gè) Joinpoint ； Advice ：要切入的邏輯。 Before Advice ：在方法前切入； After Advice ：在方法后 切入，拋出異常時(shí)也會(huì)切入； After Returning Advice ：在 方法返回后切入，拋出異常不會(huì)切入；After ThrowingAdvice ：在方法拋出異常時(shí)切入； Around Advice ：在方 法執(zhí)行前后切入

4、，可以中斷或忽略原有流程的執(zhí)行；目標(biāo)切面織入器代理類(lèi) JointpointAdvicePointcutPointcut 織入器通過(guò)在切面中定義 pointcut 來(lái)搜索目標(biāo)（被代理類(lèi)）的 Jointpoint （切入點(diǎn)），然后把要切入的邏輯（ advice ）織入 到目標(biāo)對(duì)象里，生成代理類(lèi)。（ 3）動(dòng)態(tài)代理的實(shí)現(xiàn) Java在 JDK1.3 后引入的動(dòng)態(tài)代理機(jī)制，使我們可以在運(yùn)行期動(dòng) 態(tài)的創(chuàng)建代理類(lèi)。使用動(dòng)態(tài)代理實(shí)現(xiàn) AOP 需要四個(gè)角色： 被代理的類(lèi)、被代理類(lèi)的接口、織入器（ Proxy.newProxyInstance（） ）、 InvocationHandler 。織入器 使用接口反射機(jī)制

5、生成一個(gè)代理類(lèi)，然后在這個(gè)代理類(lèi)中織 入代碼（切入邏輯）。InvocationHandler 是切面，包含了 Advice 和 Pointcut 。 動(dòng)態(tài)代理在運(yùn)行期通過(guò)接口動(dòng)態(tài)生成代理類(lèi)。使用反射大量生成類(lèi)文件可能引起Full GC 造成性能影響，因?yàn)樽止?jié)碼文件加載后會(huì) 存放在 JVM 運(yùn)行時(shí)區(qū)的方法區(qū)中(或持久代)。當(dāng)方法區(qū)滿的時(shí)候， 會(huì)引起 Full GC 。 因此當(dāng)大量使用動(dòng)態(tài)代理時(shí)，可以將持久代設(shè)置大一些，減 少 Full GC 次數(shù)。 動(dòng)態(tài)代理的核心其實(shí)就是代理對(duì)象的生成， 即 Proxy.newProxyInstance() 。其中 getProxyClass() 方法用 于獲取

6、代理類(lèi)，主要做了三件事：在當(dāng)前類(lèi)加載器的緩存里 搜索是否有代理類(lèi)，沒(méi)有則生成代理類(lèi)并緩存在本地 JVM 里?？梢允褂?JD-GUI 反編譯軟件打開(kāi) jrelibrt.jar 。 動(dòng)態(tài)代 理生成的代理類(lèi)，類(lèi)似于： public class ProxyBusiness implements IBusiness privateInvocationHandler h;publicProxyBusiness(InvocationHandler h) this.h = h; public void doSomeThing() tyrMethod m = (h.target).getClass().getM

7、ethod("doSomeThing", null); h.invoke(this, m , null); catch(Throwable e) /測(cè)試 public static void main(String args) LogInvocationHandler handler= new LogInvocationHandler(new Business();new ProxyBusiness(handler).doSomeThing(); 代理的目的是調(diào)用目標(biāo)方法時(shí)轉(zhuǎn)而執(zhí)行 InvocationHandler類(lèi)的 invoke 方法！ ( 4)動(dòng)態(tài)字節(jié)碼生成使用動(dòng)態(tài)

8、字節(jié)碼 生成技術(shù)實(shí)現(xiàn) AOP 原理：在運(yùn)行期間目標(biāo)字節(jié)碼加載后， 生成目標(biāo)類(lèi)的子類(lèi)，將切面邏輯加入到子類(lèi)中，所以使用 Cglib 實(shí)現(xiàn) AOP 不需要基于接口。 使用 Cglib 實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)字節(jié) 碼： Cglib 是高性能的 code 生成類(lèi)庫(kù)， 可以在運(yùn)行期間擴(kuò)展 java 類(lèi)和實(shí)現(xiàn) java 接口。 它封裝了 Asm ，使用 Cglib 前要引 入 Asm 的 jar 。如： public static void byteCodeGe() /創(chuàng)建一個(gè)織入器 Enhancer enhancer = new Enhancer();/ 設(shè)置父類(lèi)enhancer.setSuperclass(Busi

9、ness.class);/ 設(shè)置需要織入的邏輯enhancer.setCallback(newLogIntercept();/ 使用織入器創(chuàng)建子類(lèi)IBusinessnewBusiness = (IBusiness)enhancer.create(); newBusiness.doSomeThing(); public class LogIntercept implements MethodInterceptor public Objectintercept(Object target, Method method, Object args, MethodProxy proxy) throws

10、Throwable/ 執(zhí)行原有邏輯，注意這里是invokeSuper Object rev =/執(zhí)行織proxy.invokeSuper(target, args); 入的日志 if(method.getName().equals("doSomeThing") 記錄日 志 "); returnrev; ( 5 )自定義類(lèi)加載器實(shí)現(xiàn)一個(gè)自定義類(lèi)加載 器，在類(lèi)加載到 JVM 之前直接修改類(lèi)的方法，并將切入邏 輯織入到這個(gè)方法里， 然后將修改后的字節(jié)碼文件交給 JVM 運(yùn)行。 Javassist 是一個(gè)編輯字節(jié)碼的框架，可以很簡(jiǎn)單操 作字節(jié)碼。它可以在運(yùn)行期定義或修改

11、Class 。使用 Javassist 實(shí)現(xiàn) AOP 的原理是在字節(jié)碼加載前直接修改需要切入的方 法，比使用 Cglib 實(shí)現(xiàn) AOP 更加高效。 原理：系統(tǒng)類(lèi)加載 器 > 啟動(dòng) > 自定義類(lèi)加載器(類(lèi)加載監(jiān)聽(tīng)器) > 載入 > 類(lèi)文件使用系統(tǒng)類(lèi)加載器啟動(dòng)自定義 的類(lèi)加載器，在這個(gè)類(lèi)加載器里加一個(gè)類(lèi)加載監(jiān)聽(tīng)器，監(jiān)聽(tīng) 器發(fā)現(xiàn)目標(biāo)類(lèi)被加載時(shí)就織入切入邏輯。 啟動(dòng)自定義的類(lèi) 加載器： /獲取存放 CtClass 的容器 ClassPoolClassPool cp = ClassPool.getDefault();/ 創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)加載器 Loade

12、r cl = new Loader();/ 增加一個(gè)轉(zhuǎn)換器 cl.addTranslator(cp, new MyTranslator();/ 啟動(dòng) MyTranslator 的 main 函數(shù) cl.run("javassist.JavassistAopDemo$MyTranslator", args); 類(lèi)加載監(jiān)聽(tīng)器： public static class MyTranslator implementsTranslator public void start(ClassPoolpool) throws Exception /* 類(lèi)加載到 JVM 前進(jìn)行代碼織入 */p

13、ublic voidonLoad(ClassPool pool, String classname)if(!"model$Business".equals(classname) return ;/通過(guò)獲取類(lèi)文件tryCtClass cc =pool.get(classname); 獲得指定方法名的方法/CtMethod m = cc.getDeclaredMethod("doSomeThing"); /在方法執(zhí)行前插入代碼m.insertBefore("System.out.println("記錄日志");");

14、catch(Exception) public static void main(String args)Business b = new Business();b.doSomeThing(); CtClass 是一個(gè) class 文 件的抽象描述?？梢允褂?insertAfter() 在方法的末尾插入代 碼，使用 insertAt() 在指定行插入代碼。 使用自定義的類(lèi)加載器實(shí)現(xiàn) AOP 在性能上要優(yōu)于動(dòng)態(tài)代理和 Cglib ，因?yàn)樗?會(huì)產(chǎn)生新類(lèi)。但存在一個(gè)問(wèn)題，就是若其他的類(lèi)加載器來(lái)加 載類(lèi)的話，這些類(lèi)將不會(huì)被攔截。（6 ）字節(jié)碼轉(zhuǎn)換自定義的類(lèi)加載器實(shí)現(xiàn) AOP 只能攔截自己加載的字節(jié)碼

15、，有沒(méi) 有能夠監(jiān)控所有類(lèi)加載器加載字節(jié)碼？ > 有，使用 Instrumentation ，它是 Java 5 提供的新特性。使用 Instrumentation 可以構(gòu)建一個(gè)字節(jié)碼轉(zhuǎn)換器， 在字節(jié)碼加載 前進(jìn)行轉(zhuǎn)換。使用 Instrumentation 和 javassist 實(shí)現(xiàn) AOP 。 一、構(gòu)建字節(jié)碼轉(zhuǎn)換器首先創(chuàng)建字節(jié)碼轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器負(fù) 責(zé)攔截 Business 類(lèi)，并在 Business 類(lèi)的 doSomeThing 方 法前使用 javassist 加入記錄日志的代碼。 public class MyClassFileTransformer implements

16、ClassFileTransformer /* 字節(jié)碼加載到 JVM前會(huì)進(jìn)入這個(gè)方法 */ public byte transform（ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomainthrows/ 若加載 BusinessreturnprotectionDomain, byte classfileBuffer)Exception類(lèi)才攔截if(!"model/Business".equals(className)null; /j

17、avassist 的包名是用點(diǎn)分割的，要轉(zhuǎn)換下if(className.indexOf("/") != -1) className =className.replaceAll("/",try/通過(guò)包名獲取類(lèi)文件CtClass cc = ClassPool.getDefault().get(className); /獲得指定方法名的方法CtMethod m = cc.getDeclaredMethod("doSomeThing"); /在方法執(zhí)行前插入代碼 記錄日志 ");"); return cc.toByteco

18、de(); catch (Exception e) return null; 二、注冊(cè)轉(zhuǎn)換器使用 premain 函 數(shù)注冊(cè)字節(jié)碼轉(zhuǎn)換器， 該方法在 main 函數(shù)之前執(zhí)行。 public class MyClassFileTransformer implements ClassFileTransformer public static voidpremain(String options, Instrumentation ins) / 注冊(cè)自己的字節(jié)碼轉(zhuǎn)換器 三、配置ins.addTransformer(new MyClassFileTransformer();和執(zhí)行需要告訴 JVM 在啟動(dòng)

19、 main 函數(shù)之前，需要先執(zhí)行 premain 函數(shù)。首先需要將 premain 函數(shù)所在的類(lèi)打成 jar 包。并修改該 jar 包里的 META-INFMANIFEST.MF 文件。 Manifest-Version:1.0Premain-Class:bci. MyClassFileTransformer 然后在 JVM 的啟動(dòng)參數(shù)里加上： -javaagent:D:javaprojectsopencometProjectAoplibaop. jar 四、輸出執(zhí)行 main 函數(shù)， 會(huì)發(fā)現(xiàn)切入的代碼無(wú)侵入性的 織入進(jìn)去了。 public static void main(String ar

20、gs) new Business().doSomeThing(); 2 、 PS ( 1 ) AOP 能做的事情： 性能監(jiān)控：在方法調(diào)用前后記錄調(diào)用時(shí)間， 方法執(zhí)行太長(zhǎng)或超時(shí)報(bào)警。 緩存代理： 緩存某方法的返回值， 下次執(zhí)行該方法時(shí)， 直接從緩存里獲取。 軟件破解：使用 AOP 修改軟件的驗(yàn)證類(lèi)的判斷邏輯。工作流系統(tǒng)：工作流系統(tǒng)需 要將業(yè)務(wù)代碼和流程引擎代碼混合在一起執(zhí)行，可以使用 AOP 將其分離， 并動(dòng)態(tài)掛接業(yè)務(wù)。 權(quán)限驗(yàn)證： 方法執(zhí)行前驗(yàn) 證是否有權(quán)限執(zhí)行當(dāng)前方法。 ( 2 )方法調(diào)用成功后 > 統(tǒng)計(jì)調(diào)用次數(shù) > 存入緩存服務(wù)器 > 每日存入數(shù)

21、據(jù)庫(kù)因?yàn)槊刻斓姆椒ㄕ{(diào)用次數(shù)近百萬(wàn)，為了降低數(shù)據(jù)庫(kù)壓力 不能實(shí)時(shí)入庫(kù)。 一、如何使用：只要配置了注解的方法將 會(huì)被統(tǒng)計(jì)調(diào)用次數(shù)。MethodInvokeTimesMonitor(value="aaa", returnValue=false)public void aa() 二、如何配置：使用AspectJ 的方式配置 AOP 。需要啟動(dòng)對(duì) AspectJ 的支持。 <aop:aspectj-autoproxy proxy-target-class="true"/>true 表示讓 spring 使用 Cglib 實(shí)現(xiàn) AOP ，

22、配置為 false 表示使用動(dòng)態(tài)代理實(shí)現(xiàn) AOP ，默認(rèn) 使用動(dòng)態(tài)代理。 三、定義注解 Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)Target(Element Type.METHOD)public interface MethodInvokeTimesMonitor String value(); boolean returnValue() default true; 四、定義切面，在切面 中定義攔截的方法和在方法返回后記錄調(diào)用次數(shù)的 Advice 。 在這里定義攔截所有配置了注解的方法。 Aspectpublic class MethodAspect /* 切入點(diǎn)，

23、所有配置 MethodInvokeTimesMonitor 注解的方法 /* 統(tǒng)計(jì)方法的調(diào)用次數(shù) */AfterReturning(value="MethodAspect.allMethodInvoke TimesMonitor() &&annotation(methodInvokeTimesMonitor)", returning="retVal")public void statInvokeTimes(MethodInvokeTimesMonitor methodInvokeTimesMonitor, Object r

24、etVal)String name = methodInvokeTimesMonitor.value(); boolean returnValue =methodInvokeTimesMonitor.returnValue(); 其中Pointcut 用于定義切入點(diǎn)表達(dá)式。 AfterReturning 表示 在方法執(zhí)行后進(jìn)行切入，里面的MethodAspect.allMethodInvokeTimesMonitor() 表示使用這 個(gè)方法的切入點(diǎn)表達(dá)式， annotation(methodInvokeTimesMonitor) 表示將當(dāng)參數(shù)傳 遞給 statInvokeTimes() 方法， returning="retVal" 表示將被