反射实现AOP 动态代理模式(Spring AOP 的实现原理)

我们先写一个接口IHello.java代码如下:
 1 package com.proxy.aop.test;
 2
 3  public interface IHello {
 4      /**
 5      * 假设这是一个业务方法
 6      * @param name
 7      */
 8     void sayHello(String name);
 9 }
10

里面有个方法,用于输入"Hello" 加传进来的姓名;我们去写个类实现IHello接口
 package com.proxy.aop.test;
 
  public class Hello implements IHello {
 
      public void sayHello(String name) {
         System.out.println("Hello " + name);
     }
 
 }
 

现在我们要为这个业务方法加上日志记录的业务,我们在不改变原代码的情况下,我们会去怎么做呢?也许,你会去写一个类去实现IHello接口,并依赖Hello这个类.代码如下:
 1 package com.proxy.aop.test;
 2
 3  public class HelloProxy implements IHello {
 4     private IHello hello;
 5
 6      public HelloProxy(IHello hello) {
 7         this.hello = hello;
 8     }
 9
10      public void sayHello(String name) {
11         Logger.logging(Level.DEBUGE, "sayHello method start .");
12         hello.sayHello(name);
13         Logger.logging(Level.INFO, "sayHello method end!");
14
15     }
16
17 }
18

其中.Logger类和Level枚举代码如下:
Logger.java
 1 package com.proxy.aop.test;
 2
 3 import java.util.Date;
 4
 5  public class Logger{
 6      /**
 7      * 根据等级记录日志
 8      * @param level
 9      * @param context
10      */
11      public static void logging(Level level, String context) {
12          if (level.equals(Level.INFO)) {
13             System.out.println(new Date().toLocaleString() + " " + context);
14         }
15          if (level.equals(Level.DEBUGE)) {
16             System.err.println(new Date() + " " + context);
17         }
18     }
19
20 }
21
Level.java
1 package com.proxy.aop.test;
2
3  public enum Level {
4     INFO,DEBUGE;
5 }
6
那我们去写个测试类看看,代码如下:
Test.java
1 package com.proxy.aop.test;
2
3  public class Test {
4      public static void main(String[] args) {
5         IHello hello = new HelloProxy(new Hello());
6         hello.sayHello("Doublej");
7     }
8 }
9
运行以上代码我们可以得到下面结果:
 Tue Mar 04 20:57:12 CST 2008 sayHello method start .
 Hello Doublej
 2008-3-4 20:57:12 sayHello method end!

从上面的代码我们可以看出,hello对象是被HelloProxy这个所谓的代理态所创建的.这样,如果我们以后要把日志记录的功能去掉.那我们只要把得到hello对象的代码改成以下:
1 package com.proxy.aop.test;
2
3  public class Test {
4      public static void main(String[] args) {
5         IHello hello = new Hello();
6         hello.sayHello("Doublej");
7     }
8 }
9

上面代码,可以说是AOP最简单的实现!
但是我们会发现一个问题,如果我们像Hello这样的类很多,那么,我们是不是要去写很多个HelloProxy这样的类呢.没错,是的.其实也是一种很麻烦的事.在jdk1.3以后.jdk跟我们提供了一个API   java.lang.reflect.InvocationHandler的类. 这个类可以让我们在JVM调用某个类的方法时动态的为些方法做些什么事.让我们把以上的代码改一下来看看效果.
同样,我们写一个IHello的接口和一个Hello的实现类.在接口中.我们定义两个方法;代码如下 :

IHello.java
 1 package com.dynaproxy.aop.test;
 2
 3  public interface IHello {
 4      /**
 5      * 业务处理A方法
 6      * @param name
 7      */
 8     void sayHello(String name);
 9      /**
10      * 业务处理B方法
11      * @param name
12      */
13     void sayGoogBye(String name);
14 }
15

Hello.java
 1 package com.dynaproxy.aop.test;
 2
 3  public class Hello implements IHello {
 4
 5      public void sayHello(String name) {
 6         System.out.println("Hello " + name);
 7     }
 8      public void sayGoogBye(String name) {
 9         System.out.println(name+" GoodBye!");
10     }
11 }
12

我们一样的去写一个代理类.只不过.让这个类去实现java.lang.reflect.InvocationHandler接口,代码如下:
 1 package com.dynaproxy.aop.test;
 2
 3 import java.lang.reflect.InvocationHandler;
 4 import java.lang.reflect.Method;
 5 import java.lang.reflect.Proxy;
 6
 7  public class DynaProxyHello implements InvocationHandler {
 8
 9      /**
10      * 要处理的对象(也就是我们要在方法的前后加上业务逻辑的对象,如例子中的Hello)
11      */
12     private Object delegate;
13
14      /**
15      * 动态生成方法被处理过后的对象 (写法固定)
16      *
17      * @param delegate
18      * @param proxy
19      * @return
20      */
21      public Object bind(Object delegate) {
22         this.delegate = delegate;
23         return Proxy.newProxyInstance(
24                 this.delegate.getClass().getClassLoader(), this.delegate
25                         .getClass().getInterfaces(), this);
26     }
27      /**
28      * 要处理的对象中的每个方法会被此方法送去JVM调用,也就是说,要处理的对象的方法只能通过此方法调用
29      * 此方法是动态的,不是手动调用的
30      */
31     public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
32              throws Throwable {
33         Object result = null;
34          try {
35             //执行原来的方法之前记录日志
36             Logger.logging(Level.DEBUGE, method.getName() + " Method end  .");
37            
38             //JVM通过这条语句执行原来的方法(反射机制)
39             result = method.invoke(this.delegate, args);
40             //执行原来的方法之后记录日志
41             Logger.logging(Level.INFO, method.getName() + " Method Start!");
42          } catch (Exception e) {
43             e.printStackTrace();
44         }
45         //返回方法返回值给调用者
46         return result;
47     }
48
49 }
50

上面类中出现的Logger类和Level枚举还是和上一上例子的实现是一样的.这里就不贴出代码了.

让我们写一个Test类去测试一下.代码如下:
Test.java
 1 package com.dynaproxy.aop.test;
 2
 3  public class Test {
 4      public static void main(String[] args) {
 5         IHello hello = (IHello)new DynaProxyHello().bind(new Hello());
 6         hello.sayGoogBye("Double J");
 7         hello.sayHello("Double J");
 8        
 9     }
10 }
11

运行输出的结果如下:
 Tue Mar 04 21:24:03 CST 2008 sayGoogBye Method end  .
 Double J GoodBye!
 2008-3-4 21:24:03 sayGoogBye Method Start!
 Tue Mar 04 21:24:03 CST 2008 sayHello Method end  .
 Hello Double J
 2008-3-4 21:24:03 sayHello Method Start!

由于线程的关系,第二个方法的开始出现在第一个方法的结束之前.这不是我们所关注的!
从上面的例子我们看出.只要你是采用面向接口编程,那么,你的任何对象的方法执行之前要加上记录日志的操作都是可以的.他(DynaPoxyHello)自动去代理执行被代理对象(Hello)中的每一个方法,一个java.lang.reflect.InvocationHandler接口就把我们的代理对象和被代理对象解藕了.但是,我们又发现还有一个问题,这个DynaPoxyHello对象只能跟我们去在方法前后加上日志记录的操作.我们能不能把DynaPoxyHello对象和日志操作对象(Logger)解藕呢?
结果是肯定的.让我们来分析一下我们的需求.
我们要在被代理对象的方法前面或者后面去加上日志操作代码(或者是其它操作的代码),
那么,我们可以抽象出一个接口,这个接口里就只有两个方法,一个是在被代理对象要执行方法之前执行的方法,我们取名为start,第二个方法就是在被代理对象执行方法之后执行的方法,我们取名为end .接口定义如下 :
 1 package com.dynaproxy.aop.test;
 2
 3 import java.lang.reflect.Method;
 4
 5  public interface IOperation {
 6      /**
 7      * 方法执行之前的操作
 8      * @param method
 9      */
10     void start(Method method);
11      /**
12      * 方法执行之后的操作
13      * @param method
14      */
15     void end(Method method);
16 }
17

我们去写一个实现上面接口的类.我们把作他真正的操作者,如下面是日志操作者的一个类:
LoggerOperation.java
 package com.dynaproxy.aop.test;
 
 import java.lang.reflect.Method;
 
  public class LoggerOperation implements IOperation {
 
      public void end(Method method) {
         Logger.logging(Level.DEBUGE, method.getName() + " Method end  .");
     }
 
      public void start(Method method) {
         Logger.logging(Level.INFO, method.getName() + " Method Start!");
     }
 
 }
 

然后我们要改一下代理对象DynaProxyHello中的代码.如下:
 1 package com.dynaproxy.aop.test;
 2
 3 import java.lang.reflect.InvocationHandler;
 4 import java.lang.reflect.Method;
 5 import java.lang.reflect.Proxy;
 6
 7  public class DynaProxyHello implements InvocationHandler {
 8      /**
 9      * 操作者
10      */
11     private Object proxy;
12      /**
13      * 要处理的对象(也就是我们要在方法的前后加上业务逻辑的对象,如例子中的Hello)
14      */
15     private Object delegate;
16
17      /**
18      * 动态生成方法被处理过后的对象 (写法固定)
19      *
20      * @param delegate
21      * @param proxy
22      * @return
23      */
24      public Object bind(Object delegate,Object proxy) {
25        
26         this.proxy = proxy;
27         this.delegate = delegate;
28         return Proxy.newProxyInstance(
29                 this.delegate.getClass().getClassLoader(), this.delegate
30                         .getClass().getInterfaces(), this);
31     }
32      /**
33      * 要处理的对象中的每个方法会被此方法送去JVM调用,也就是说,要处理的对象的方法只能通过此方法调用
34      * 此方法是动态的,不是手动调用的
35      */
36     public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
37              throws Throwable {
38         Object result = null;
39          try {
40             //反射得到操作者的实例
41             Class clazz = this.proxy.getClass();
42             //反射得到操作者的Start方法
43             Method start = clazz.getDeclaredMethod("start",
44                      new Class[] { Method.class });
45             //反射执行start方法
46              start.invoke(this.proxy, new Object[] { method });
47             //执行要处理对象的原本方法
48             result = method.invoke(this.delegate, args);
49 //            反射得到操作者的end方法
50             Method end = clazz.getDeclaredMethod("end",
51                      new Class[] { Method.class });
52 //            反射执行end方法
53              end.invoke(this.proxy, new Object[] { method });
54
55          } catch (Exception e) {
56             e.printStackTrace();
57         }
58         return result;
59     }
60
61 }
62

然后我们把Test.java中的代码改一下.测试一下:
 package com.dynaproxy.aop.test;
 
  public class Test {
      public static void main(String[] args) {
         IHello hello = (IHello)new DynaProxyHello().bind(new Hello(),new LoggerOperation());
         hello.sayGoogBye("Double J");
         hello.sayHello("Double J");
        
     }
 }
 
结果还是一样的吧.

如果你想在每个方法之前加上日志记录,而不在方法后加上日志记录.你就把LoggerOperation类改成如下:
 1 package com.dynaproxy.aop.test;
 2
 3 import java.lang.reflect.Method;
 4
 5  public class LoggerOperation implements IOperation {
 6
 7      public void end(Method method) {
 8         //Logger.logging(Level.DEBUGE, method.getName() + " Method end  .");
 9     }
10
11      public void start(Method method) {
12         Logger.logging(Level.INFO, method.getName() + " Method Start!");
13     }
14
15 }
16

运行一下.你就会发现,每个方法之后没有记录日志了. 这样,我们就把代理者和操作者解藕了!

下面留一个问题给大家,如果我们不想让所有方法都被日志记录,我们应该怎么去解藕呢.?
我的想法是在代理对象的public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法里面加上个if(),对传进来的method的名字进行判断,判断的条件存在XML里面.这样我们就可以配置文件时行解藕了.如果有兴趣的朋友可以把操作者,被代理者,都通过配置文件进行配置 ,那么就可以写一个简单的SpringAOP框架了.