用 AOP 来记录每个方法的执行时间(Spring 或直接 AspectJ)

有时候我们要跟踪方法的执行时间，来观察系统的性能、时间分布。特别是要找出那些十分耗时的操作。如果是在每个方法中起始和结束位置记下时间相减，那是不太现实的，对代码的侵入性太过份，而且在产品环境中又得屏闭那部份代码。

幸好现在有了 AOP，通过配置方式再加上外部辅助代码就能达到我们的要求，正式上线时只需要简单改个配置项拆卸下来即可。

下面介绍三种方式来打印每个方法的执行时间，分别是：

1. Spring 2.0 用 AspectJ 实现 AOP
2. Spring 通用的方法拦截
3. 直接用 AspectJ 实现

1. Spring 2.0 用 AspectJ 实现 AOP

 

这个实例由五个文件构成，两个配置文件和三个类文件。需要在项目中引用 Spring 2.0 以上版本的相关包，还要日志包。

1) log4j.properties  放在 src 目录下

log4j.rootLogger=DEBUG,stdout

log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout 

log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=%d [%5p] %c{1}.%M(%L) %n%m%n

2) applicationContext.xml   放在 src 目录下

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
      xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
      xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.0.xsd
http://www.spridngframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-2.0.xsd">

    <aop:config>
        <!-- Spring 2.0 可以用 AspectJ 的语法定义 Pointcut，这里拦截 service 包中的所有方法 -->
        <aop:advisor id="methodTimeLog" advice-ref="methodTimeAdvice" pointcut="execution(* *..service..*(..))"/>
    </aop:config>

    <bean id="methodTimeAdvice" class="com.unmi.util.MethodTimeAdvice"/>
    <bean id="helloService" class="com.unmi.service.HelloService"/>
</beans>

3) MethodTimeAdvice.java 记录时间的类

package com.unmi.util;

import org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor;
import org.aopalliance.intercept.MethodInvocation;
import org.apache.commons.lang.StringUtils;
import org.apache.commons.lang.time.StopWatch;
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

/**
 * 记录方法的执行时间
 * @author Unmi
 */
public class MethodTimeAdvice implements MethodInterceptor {
    protected final Log log = LogFactory.getLog(MethodTimeAdvice.class);

    /**
     * 拦截要执行的目标方法
     */
    public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
    	//用 commons-lang 提供的 StopWatch 计时，Spring 也提供了一个 StopWatch
    	StopWatch clock = new StopWatch();
        clock.start(); //计时开始
        Object result = invocation.proceed();
        clock.stop();  //计时结束

    	//方法参数类型，转换成简单类型
    	Class[] params = invocation.getMethod().getParameterTypes();
    	String[] simpleParams = new String[params.length];
    	for (int i = 0; i < params.length; i++) {
			simpleParams[i] = params[i].getSimpleName();
		}

        log.debug("Takes:" + clock.getTime() + " ms ["
                + invocation.getThis().getClass().getName() + "."
                + invocation.getMethod().getName() + "("+StringUtils.join(simpleParams,",")+")] ");
        return result;
    }
}

4) HelloService.java 被拦截的业务类

package com.unmi.service;

/**
 * @author Unmi
 */
public class HelloService {
	public void sayHello(int id,String name){
		try {
			Thread.sleep(512);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("Hello "+name+"("+id+")");
	}
}

5) Main.java 主程序类

package com.unmi;

import org.springframework.beans.factory.BeanFactory;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

import com.unmi.service.HelloService;

/**
 * 测试主类
 * @author Unmi
 */
public class Main {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		BeanFactory factory =new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
		HelloService helloService = (HelloService)factory.getBean("helloService");
		helloService.sayHello(1,"Unmi");
	}
}

执行 Main 后输出的结果是：

 Hello Unmi(1)
2008-01-18 13:41:25,593 [DEBUG] MethodTimeAdvice.invoke(34)
Takes:516 ms [com.unmi.service.HelloService.sayHello(int,String)]

如果不需要这个功能，只要在 applicationContext.xml 中把 id="methodTimeLog" 和 id="methodTimeAdvice" 配置项注释掉就行了。

2. Spring 通用的方法拦截

Spring 1.x 因为不能用 AspectJ 来对方法进行拦截，要用到 ProxyFactoryBean 使用 AOP，具体操作方法只需要更换以上例子中的 applicationContext.xml 文件就行，内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE beans PUBLIC "-//SPRING//DTD BEAN//EN"
     "http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd">
<beans>

    <bean id="methodTimeAdvice" class="com.unmi.util.MethodTimeAdvice"/>
    <bean id="helloServiceTarget" class="com.unmi.service.HelloService"/>

    <bean id="methodTimeAdvisor"
        class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
        <property name="advice">
            <ref bean="methodTimeAdvice"/>
        </property>
        <!--对指定类的任何方法有效-->
        <property name="patterns">
            <value>.*.*</value>
        </property>
    </bean>

	<bean id="helloService"	class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
		<property name="interceptorNames">
			<list>
				<value>methodTimeAdvisor</value>
			</list>
		</property>
		<property name="target">
			<ref bean="helloServiceTarget"/>
		</property>
	</bean>

</beans>

上面的配置方式需为每个应用方法执行时间记录的 Bean 在外层包一个 ProxyFactoryBean，原来的 Bean 设为一个 Target 实在时麻烦了。

下面用一种应用自动代理的配置方式，指定 BeanNameAutoProxyCreator 的 beanNames 匹配模式即可，如果写成 <value>*Service,*Manager</value>，逗号分隔开，以 Service 或 Manager 结层类的方法都被拦截，这样方便许多。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE beans PUBLIC "-//SPRING//DTD BEAN//EN"
     "http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd">
<beans>

	<bean id="methodTimeAdvice" class="com.unmi.util.MethodTimeAdvice" />
	<bean id="helloService" class="com.unmi.service.HelloService" />

	<bean id="methodTimeAdvisor"
		class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
		<property name="advice">
			<ref bean="methodTimeAdvice" />
		</property>
		<!--对指定类的任何方法有效-->
		<property name="patterns">
			<value>.*.*</value>
		</property>
	</bean>

    <!-- 根据 Bean 的名字自动实现代理拦截 -->
	<bean
		class="org.springframework.aop.framework.autoproxy.BeanNameAutoProxyCreator">
		<property name="interceptorNames">
			<list>
				<value>methodTimeAdvisor</value>
			</list>
		</property>
		<property name="beanNames">
			<list>
			    <!-- 添加到其中的 Bean 自动就被代理拦截了 -->
				<value>*Service</value>
			</list>
		</property>
	</bean>
</beans>

3. 直接用 AspectJ 实现

AspectJ 提供了一套语法来定义切面，Spring 2.0 开始引入了 AspectJ 的部分功能，但如果要用上 AspectJ 更多强大完善的功能，诸如实例构造时，属性被访问时，动态改变类定义，滋生新的属性、方法，更强基于流程的控制时，恐怕非得显式的使用 AspectJ。当然，首先你得去 http://www.eclipse.org/aspectj/ 下载到 AspectJ 或者 AspectJ 的 Eclipse 插件。本人强烈建议使用 AspectJ 的 Eclipse 插件，请下载相应 Eclipse 版本的 AspectJ 插件，Eclipse 3.3 要搭配 AJDT: The AspectJ Development Tools 1.5。不要插件的话就得命令行下 ajc 编译你的方面，不容易习惯的。 

AJDT 安装成功后，你可以新建 AspectJ 项目，或者把前面项目转换成 AspectJ 项目。从项目的上下文菜单中可以看到 AspectJ Tools -> Convert to Aspectj Project。然后在包 com.unmi.util 中新建一个方面，包 com.unmi.util 的上下文菜单中 New -> Aspect，输入名字 MethodTimeAdviceRecipe，然后 Finish，这时就会在包 com.unmi.util 中产生一个文件 MethodTimeAdviceRecipe.aj，内容如下：

MethodTimeAdviceRecipe.aj (那么 MethodTimeAdvice.java 就派不上用场了，可删去)

package com.unmi.util;
import org.apache.commons.lang.time.StopWatch;
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

/**
 * 记录方法的执行时间
 * @author Unmi
 */
public aspect MethodTimeAdviceRecipe {

	protected final Log log = LogFactory.getLog(MethodTimeAdvice.class);

	//拦截所有以 Service 结尾类的方法
	pointcut callServicePointCut() : call(* *..*Service.*(..))
										&& !within(MethodTimeAdviceRecipe +);

	/**
     * 在方连接点(业务类方法)周围执行的通知
     */
	Object around() : callServicePointCut(){
    	//用 commons-lang 提供的 StopWatch 计时，Spring 也提供了一个 StopWatch
    	StopWatch clock = new StopWatch();
        clock.start(); //计时开始
        Object result = proceed();
        clock.stop();  //计时结束

    	//显示出方法原型及耗时
        log.debug("Takes: " + clock.getTime() + " ms ["+thisJoinPoint.getSignature()+"("+
        		thisJoinPoint.getSourceLocation().getLine()+")]");

        return result;
	}
}

再就是因为无需用到 Spring 了，不需要 IOC 了，相应的 Main.java 的内容如下：

Main.java (以前如何创建 HelloService，现在还是怎么做)

package com.unmi;

import com.unmi.service.HelloService;

/**
 * 测试主类
 * @author Unmi
 */
public class Main {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		HelloService helloService = new HelloService();
		helloService.sayHello(1,"Unmi");
	}
}

OK，现在就可以在 Eclipse 中开始运行 Main 类了，对 methodTimeAdviceRecipe.aj 的编译工作由插件 AJDT 自动帮你作了(实质是相匹配的类中插入了代码)。运行 Main 的结果如下：

Hello Unmi(1)
2008-01-21 13:48:16,171 [DEBUG] MethodTimeAdvice.sayHello_aroundBody1$advice(130)
Takes: 515 ms [void com.unmi.service.HelloService.sayHello(int, String)(16)]

用 AspectJ 可以很灵活的定义方面，局限就是对方面的改变须重新编译相关类，而非配置方式。