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深入理解spring中的AOP原理 —— 实现MethodInterceptor接口,自已动手写一个AOP

admin

11月 28, 2021
 

1.前言

       AOP是面向切面编程,即“Aspect Oriented Programming”的缩写。面对切面,就是面向我们的关注面,不能让非关注面影响到我们的关注面。而现实中非关切面又必不可少,例如获取资源、释放资源、处理异常、记录日志等,太多的非关切面会让关切面的代码变得杂糅,难以维护。此时面向切面编程便是解决此问题的方案,减少非关切面的东西,让我们只专注于核心业务代码。而要理解AOP,就必须要懂得代理模式是啥,能干啥,特别要清楚Cglib动态代理是咋回事(不懂的可以看这篇文章)。

2.实现过程

    为了直观看到各个类,我将示例所需的类作为静态内部类放在外层类中。

package demo;
 
import java.util.Arrays;
 
import org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor;
import org.aopalliance.intercept.MethodInvocation;
import org.springframework.aop.framework.ProxyFactory;
 
public class SpringAop {
 
    public static class UserDaoImpl {
        public int addUser(String user) {
            System.out.println("保存了一个用户 " + user);
            return 1;
 
        }
 
        public int deleteUser(int id) {
 
            if (id <= 0 || id > 99999999) {
                throw new IllegalArgumentException("参数id不能大于99999999或小于0");
            }
 
            System.out.println("删除了id为" + id + "用户");
            return 1;
        }
    }
 
    /**
     * 自定义的方法拦截器
     *
     */
    public static class UserMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
 
        @Override
        public Object invoke(MethodInvocation mi) throws Throwable {
            String methodName = mi.getMethod().getName();// 方法名
            Object returnVal = null;
 
            /*
             * 根据方法名的不同设置不同的拦截策类 似于配置文件中的<aop:pointcut
             * expression="execution( xxxmethodName)"/>,以此定义切入点。
             *
             * spring框架中可以根据方法对应的包、对应的参数、返回值、方法名等多个条件,并结合正则表达式来定义切入点
             * 为了简单化,此处我只用方法名的前缀来定义切入点。
             *
             */
 
            if (methodName.startsWith("add")) {
 
                returnVal = beforeEnhance(mi);
 
            } else if (methodName.startsWith("delete")) {
                returnVal = afterThrowingEnhance(mi);
            } else {
                returnVal = mi.proceed();
            }
 
            return returnVal;
        }
 
        /*
         * 前置增强策略
         */
        private Object beforeEnhance(MethodInvocation mi) throws Throwable {
            /*
             * spring框架通过配置文件或注解来获得用户自定义的增强方法名及对其JavaBean的类名, 然后通过反射机制动态地调用用户的增强方法。
             * 为了简单化的测试,我这里将增强方法及对应的类给定死了、不能改动, 增强JavaBean就是ConsoloEnhancer,
             * 增强方法就是"public void before(MethodInvocation mi)"
             *
             */
            new ConsoloEnhancer().before(mi); // 调用用户定义的前置处理方式
            Object returnVal = mi.proceed(); // 执行目标方法
            return returnVal;
        }
 
        /*
         * 异常处理策略
         */
        private Object afterThrowingEnhance(MethodInvocation mi) throws Throwable {
            try {
                return mi.proceed();// 执行目标方法
            } catch (Throwable e) {
                new ConsoloEnhancer().afterThrowing(mi, e); // 调用用户定义的异常处理方式
                throw e;
 
            }
 
        }
    }
 
    /**
     * 定义包含增强方法的JavaBean
     *
     */
    public static class ConsoloEnhancer {
        /**
         * 前置增强方法
         *
         * @param mi
         */
        public void before(MethodInvocation mi) {
            /*
             * 这里的MethodInvocation类型参数mi和开发中常用的切点工具类JoinPoint的作用类似,它可以获取
             * 目标对象("Object getThis()"方法)、目标方法("Method getMethod()"方法)、
             * 方法参数("Object[] getArguments()"方法)等信息
             */
            System.out.print("调用了" + mi.getThis() + "对象的" + mi.getMethod().getName() + "方法。方法入参原始值是"
                    + Arrays.toString(mi.getArguments()) );
            if (mi.getThis().getClass() == UserDaoImpl.class) {         //对方法入参进行修改
                Object[] args = mi.getArguments();
                String enhancedAgr ="user-" +(String) args[0]  ;
                args[0] = enhancedAgr;
            }
            System.out.println(".而增强后的方法入参是"+Arrays.toString(mi.getArguments()) );
            System.out.println("*********************前置增强加星号 *********************");
        }
 
        /**
         * 处理异常的增强方法
         *
         * @param mi
         * @param e
         */
        public void afterThrowing(MethodInvocation mi, Throwable e) {
            System.out.println("调用了" + mi.getThis() + "对象的" + mi.getMethod().getName() + "方法,当方法入参是"
                    + Arrays.toString(mi.getArguments()) + "时,发生了异常。");
            System.out.println("异常的堆栈信息是" + Arrays.toString(e.getStackTrace()));
            System.out.println("!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!异常加感叹号!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!");
        }
 
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        UserDaoImpl userDaoImpl = new UserDaoImpl();
        ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory(); // 初始化一个代理工厂
        // 设置目标类,以便于Cglib工具包动态生成目标类的子类,即我们所需的代理类
        proxyFactory.setTarget(userDaoImpl);
        /*
         * 设置拦截器,而拦截器的"public Object invoke(MethodInvocation mi)"定义了
         * 代理类(实际是UserDaoImpl的子类)的方法生成策略。
         *
         */
        proxyFactory.addAdvice(new UserMethodInterceptor());
 
        // 向上转型,转型为父类类型
        UserDaoImpl proxyUserDaoImpl = (UserDaoImpl) proxyFactory.getProxy();
 
        /**
         * 调用代理方法
         */
        proxyUserDaoImpl.deleteUser(2);  //应该正常执行,没有什何增强效果
        System.out.println("");// 换行
        proxyUserDaoImpl.addUser("李华");  //入参值会被修改
        System.out.println("");// 换行
        proxyUserDaoImpl.deleteUser(-1);  // 将异常处理效果
 
    }
}

各个内部类

 实现细节

1)先定义一个业务类。

这个简单的业务类有保存用户、删除用户的功能。

	public static class UserDaoImpl {
		public int addUser(String user) {
			System.out.println("保存了一个用户 " + user);
			return 1;

		}

		public int deleteUser(int id) {

			if (id <= 0 || id > 99999999) {
				throw new IllegalArgumentException("参数id不能大于99999999或小于0");
			}

			System.out.println("删除了id为" + id + "用户");
			return 1;
		}
	}

 

2)自定义一个通知(实际上是一个拦截器)

         这个Advice通知实现了 MethodInterceptor接口,而MethodInterceptor接口继承了Interceptor接口,Intercepto接口又继承了Advice接口,因此我个将这拦截器称为一个通知。

为了偷懒,此处的Advice通知一次性实现了两个功能,前置增强和后异常处理增强,明显不满足“单一职责”的原则,此处同时要处理两种增强。而spring框架中,当读到配置文件的”<aop:before>”标签,就安排一个AspectJMethodBeforeAdvice类(继承于AbstractAspectAdive抽象类,此抽象类实现了Advice接口)去处理前置增强;当读到配置文件的”<aop:after-throwing>”标签,则会安排一AspectJAfterThrowingAdvice类(实现了MethodInterceptor接口)去做异常增强处理。spring框架切实做到了遵循”单一职责“原则,专门组织一个类去处理一种类型(前置、后置或最终等)的增强。

         另外需要注意的是:这里的MethodInterceptor接口是位于”org.aopalliance.intercept”包,除此之外Cglib工具包中的”org.springframework.cglib.proxy”包也有MethodInterceptor接口,但这个接口不是我们所需要的。

 Advice接口结构体系图(配图引用自”spring适配器模式-aop中的MethodInterceptor拦截器“)

	public static class UserMethodInterceptor implements MethodInterceptor {

		@Override
		public Object invoke(MethodInvocation mi) throws Throwable {
			String methodName = mi.getMethod().getName();// 方法名
			Object returnVal = null;

			/*
			 * 根据方法名的不同设置不同的拦截策类 似于配置文件中的<aop:pointcut
			 * expression="execution( xxxmethodName)"/>,以此定义切入点。
			 *
			 * spring框架中可以根据方法对应的包、对应的参数、返回值、方法名等多个条件,并结合正则表达式来定义切入点
			 * 为了简单化,此处我只用方法名的前缀来定义切入点。
			 *
			 */
			if (methodName.startsWith("add")) {

				returnVal = beforeEnhance(mi);

			} else if (methodName.startsWith("delete")) {
				returnVal = afterThrowingEnhance(mi);
			} else {
				returnVal = mi.proceed();
			}

			return returnVal;
		}

		/*
		 * 前置增强策略
		 */
		private Object beforeEnhance(MethodInvocation mi) throws Throwable {
			/*
			 * spring框架通过配置文件或注解来获得用户自定义的增强方法名及对其JavaBean的类名, 然后通过反射机制动态地调用用户的增强方法。
			 * 为了简单化的测试,我这里将增强方法及对应的类给定死了、不能改动, 增强JavaBean就是ConsoloEnhancer,
			 * 增强方法就是"public void before(MethodInvocation mi)"
			 * 
			 */
			new ConsoloEnhancer().before(mi); // 调用用户定义的前置处理方式
			Object returnVal = mi.proceed(); // 执行目标方法
			return returnVal;
		}

		/*
		 * 异常处理策略
		 */
		private Object afterThrowingEnhance(MethodInvocation mi) throws Throwable {
			try {
				return mi.proceed();// 执行目标方法
			} catch (Throwable e) {
				new ConsoloEnhancer().afterThrowing(mi, e); // 调用用户定义的异常处理方式
				throw e;

			}

		}
	}

 

3) 用户定义包含增强方法的JavaBean

MthodInvocation接口比较有意思,它的祖先级接口是Joinpoint ,注意不是开发中的JoinPoint,但MthodInvocation封装的信息和JoinPoint差不多,都包含目标对象、方法的参数、目标方法等。

	public static class ConsoloEnhancer {
		/**
		 * 前置增强方法
		 * 
		 * @param mi
		 */
		public void before(MethodInvocation mi) {
			/*
			 * 这里的MethodInvocation类型参数mi和开发中常用的切点工具类JoinPoint的作用类似,它可以获取
			 * 目标对象("Object getThis()"方法)、目标方法("Method getMethod()"方法)、
			 * 方法参数("Object[] getArguments()"方法)等信息
			 */
			System.out.print("调用了" + mi.getThis() + "对象的" + mi.getMethod().getName() + "方法。方法入参原始值是"
					+ Arrays.toString(mi.getArguments()) );
			if (mi.getThis().getClass() == UserDaoImpl.class) {			//对方法入参进行修改
				Object[] args = mi.getArguments();
				String enhancedAgr ="user-" +(String) args[0]  ;
				args[0] = enhancedAgr;
			}
			System.out.println(".而增强后的方法入参是"+Arrays.toString(mi.getArguments()) );
			System.out.println("*********************前置增强加星号 *********************");
		}

		/**
		 * 处理异常的增强方法
		 * 
		 * @param mi
		 * @param e
		 */
		public void afterThrowing(MethodInvocation mi, Throwable e) {
			System.out.println("调用了" + mi.getThis() + "对象的" + mi.getMethod().getName() + "方法,当方法入参是"
					+ Arrays.toString(mi.getArguments()) + "时,发生了异常。");
			System.out.println("异常的堆栈信息是" + Arrays.toString(e.getStackTrace()));
			System.out.println("!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!异常加感叹号!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!");
		}

	}

  

 

4)方法测试

	public static void main(String[] args) {
		UserDaoImpl userDaoImpl = new UserDaoImpl();
		ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory(); // 初始化一个代理工厂
		// 设置目标类,以便于Cglib工具包动态生成目标类的子类,即我们所需的代理类
		proxyFactory.setTarget(userDaoImpl);
		/*
		 * 设置拦截器,而拦截器的"public Object invoke(MethodInvocation mi)"定义了
		 * 代理类(实际是UserDaoImpl的子类)的方法生成策略。
		 * 
		 */
		proxyFactory.addAdvice(new UserMethodInterceptor());

		// 向上转型,转型为父类类型
		UserDaoImpl proxyUserDaoImpl = (UserDaoImpl) proxyFactory.getProxy();

		/**
		 * 调用代理方法
		 */
		proxyUserDaoImpl.deleteUser(2);  //应该正常执行,没有什何增强效果
		System.out.println("");// 换行
		proxyUserDaoImpl.addUser("李华");  //入参值会被修改
		System.out.println("");// 换行
		proxyUserDaoImpl.deleteUser(-1);  // 将异常处理效果

	}

  控制台输出

3.总结

    spring框架的AOP非常强大,可以实现前置增强、后置增强、最终增强、环绕增强等处理,另外还可以对方法入参进行控制过滤,而影响目标方法的执行中的状态。AOP都是基于(Cglib)代理模式实现的,其中的关键点在于实现MethodInterceptor接口,在其“public Object invoke(MethodInvocation mi)”方法中制定代理方法的生成策略,而从此方法的MethodInvocation类型参数mi中可以获得目标对象、方法的参数、目标方法等信息,根据这些信息可以精确地控制增强效果。

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