Spring的AOP

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Spring的AOP（1）

2009年07月19日 星期日 10:15

6.2 Spring的AOP

AOP（Aspect Orient Programming），也就是面向切面编程，作为面向对象编程的一种补充。问世的时间并不太长，甚至在国内的翻译还不太统一（有些书翻译成面向方面编程），但它确实极好地补充了面向对象编程的方式。面向对象编程将程序分解成各个层次的对象，而面向切面编程将程序运行过程分解成各个切面。

可以这样理解，面向对象编程是从静态角度考虑程序结构，面向切面编程是从动态角度考虑程序运行过程。

Spring AOP是Spring框架的一个重要组件，极好地补充了Spring IoC容器的功能。Spring AOP将Spring IoC容器与AOP组件紧密结合，丰富了IoC容器的功能。当然，即使不使用AOP组件，依然可以使用Spring的IoC容器。

6.2.1 AOP的基本概念

AOP从程序运行角度考虑程序的流程，提取业务处理过程的切面。AOP面向的是程序运行中各个步骤，希望以更好的方式来组合业务处理的各个步骤。

AOP框架并不与特定的代码耦合，AOP框架能处理程序执行中的特定点，而不是某个具体的程序。AOP框架具有如下两个特征：

   ● 各步骤之间的良好隔离性。

   ● 源代码无关性。

下面是关于面向切面编程的一些术语：

   ● 切面，业务流程运行的某个特定步骤，就是运行过程的关注点，关注点可能横切多个对象。

   ● 连接点，程序执行过程中明确的点，如方法的调用或异常的抛出。Spring AOP中，连接点总是方法的调用，Spring并没有显式地使用连接点。

   ● 处理（Advice），AOP框架在特定的连接点执行的动作。处理有around、before和throws等类型。大部分框架都以拦截器作为处理模型。

   ● 切入点，系列连接点的集合，它确定处理触发的时机。AOP框架允许开发者自己定义切入点，如使用正则表达式。

   ● 引入，添加方法或字段到被处理的类。Spring允许引入新的接口到任何被处理的对象。例如，可以使用一个引入，使任何对象实现IsModified接口，以此来简化缓存。

   ● 目标对象，包含连接点的对象。也称为被处理对象或被代理对象。

   ● AOP代理，AOP框架创建的对象，包含处理。简单地说，代理就是对目标对象的加强。Spring中的AOP代理可以是JDK动态代理，也可以是CGLIB代理。前者为实现接口的目标对象的代理，后者为不实现接口的目标对象的代理。

注意：面向切面编程是比较前沿的知识，而国内大部分翻译人士翻译计算机文献时，总是一边开着各种词典和翻译软件，一边逐词去看文献，不是先从总体上把握知识的架构。因此，难免导致一些术语的翻译词不达意，例如，Socket被翻译成“套接字”等。在面向切面编程的各术语翻译上，也存在较大的差异。对于Advice一词，有翻译为“通知”的，有翻译为“建议”的，如此种种，不一而足。实际上，Advice指AOP框架在特定切面所做的事情，故而笔者翻译为“处理”，希望可以表达Advice的真正含义。

6.2.2 AOP的代理

所谓AOP代理，就是AOP框架动态创建的对象，这个对象通常可以作为目标对象的替代品，而AOP代理提供比目标对象更加强大的功能。真实的情形是，当应用调用AOP代理的方法时，AOP代理会在自己的方法中回调目标对象的方法，从而完成应用的调用。

关于AOP代理的典型例子就是Spring中的事务代理Bean。通常，目标Bean的方法不是事务性的，而AOP代理包含目标Bean的全部方法，而且这些方法经过加强变成了事务性方法。简单地说，目标对象是蓝本，AOP代理是目标对象的加强，在目标对象的基础上，增加属性和方法，提供更强大的功能。

目标对象包含一系列切入点。切入点可以触发处理连接点集合。用户可以自己定义切入点，如使用正则表达式。AOP代理包装目标对象，在切入点处加入处理。在切入点加入的处理，使得目标对象的方法功能更强。

Spring默认使用JDK动态代理实现AOP代理，主要用于代理接口。也可以使用CGLIB代理。实现类的代理，而不是接口。如果业务对象没有实现接口，默认使用CGLIB代理。但面向接口编程是良好的习惯，尽量不要面向具体类编程。因此，业务对象通常应实现一个或多个接口。

下面是一个简单动态代理模式的示例，首先有一个Dog的接口，接口如下：

public interface Dog

{

    //info方法声明

    public void info();

    //run方法声明

    public void run();

}

然后，给出该接口的实现类，实现类必须实现两个方法，源代码如下：

public class DogImpl implements Dog

{

    //info方法实现，仅仅打印一个字符串

    public void info()

    {

        System.out.println("我是一只猎狗");

    }

    //run方法实现，仅仅打印一个字符串

    public void run()

    {

        System.out.println("我奔跑迅速");

    }

}

上面的代码没有丝毫独特之处，是典型的面向接口编程的模型，为了有更好的解耦，采用工厂来创建Dog实例。工厂源代码如下：

public class DogFactory

{

    //工厂本身是单态模式，因此，将DogFactory作为静态成员变量保存

    private static DogFactory df;

    //将Dog实例缓存

    private Dog gundog;

    //默认的构造器，单态模式需要的构造器是private

    private DogFactory()

    {

    }

    //单态模式所需的静态方法，该方法是创建本类实例的唯一方法点

    public static DogFactory instance()

    {

        if (df == null)

        {

            df = new DogFactory();

        }

        return df;

    }

    //获得Dog实例

    public Dog getDog(String dogName)

    {

        //根据字符串参数决定返回的实例

        if (dogName.equals("gundog"))

        {

            //返回Dog实例之前，先判断缓存的Dog是否存在，如果不存在才创建，

            否则直接返回缓存的Dog实例

            if (gundog == null )

            {

                gundog = new DogImpl();

            }

            return gundog;

         }

        return null;

    }

}

下面是一个通用的处理类，该处理类没有与任何特定的类耦合，它可以处理所有的目标对象。从JDK 1.3起，Java的import java.lang.reflect下增加InvocationHandler接口，该接口是所有处理类的根接口。

该类处理类的源代码如下：

public class ProxyHandler implements InvocationHandler

{

    //需被代理的目标对象

    private Object target;

    //执行代理的目标方法时，该invoke方法会被自动调用

    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)throws
    Exception

    {

        Object result = null;

        if (method.getName().equals("info"))

        {

            System.out.println("======开始事务...");

            result =method.invoke(target, args);

            System.out.println("======提交事务...");

        }

        else

        {

            result =method.invoke(target, args);

        }

        return result;

    }

    //通过该方法，设置目标对象

    public void setTarget(Object o)

    {

        this.target = o;

    }

}

该处理类实现InvocationHandler接口，实现该接口必须实现invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法，程序调用代理的目标方法时，自动变成调用invoke方法。

该处理类并未与任何接口或类耦合，它完全是通用的，它的目标实例是Object类型，可以是任何的类型。

在invoke方法内，对目标对象的info方法进行简单加强，在开始执行目标对象的方法之前，先打印开始事务，执行目标对象的方法之后，打印提交事务。

通过method对象的invoke方法，可以完成目标对象的方法调用，执行代码如下：

result =method.invoke(target, args);

下面是代理工厂：

public class MyProxyFactory

{

    /_**

      _* 实例Service对象

     _* @param serviceName String

     _* @return Object

     _*/

    public static Object getProxy(Object object)

    {

       //代理的处理类

        ProxyHandler handler = new ProxyHandler();

       //把该dog实例托付给代理操作

        handler.setTarget(object);

        //第一个参数是用来创建动态代理的ClassLoader对象，只要该对象能访问Dog接口
        即可

        //第二个参数是接口数组，正是代理该接口数组

        //第三个参数是代理包含的处理实例

        return Proxy.newProxyInstance(DogImpl.class.getClassLoader(),

            object.getClass().getInterfaces(),handler);

    }

}

代理工厂里有一行代码：

Proxy.newProxyInstance(object.getClass().getClassLoader(),object.getClass().getInterfaces(),handler);

Proxy.newProxyInstance()方法根据接口数组动态创建代理类实例，接口数组通过object.getClass().getInterfaces()方法获得，创建的代理类是JVM在内存中动态创建的，该类实现传入接口数组的全部接口。

因此，Dynamic Proxy要求被代理的必须是接口的实现类，否则无法为其构造相应的动态类。因此，Spring对接口实现类采用Dynamic Proxy实现AOP，而对没有实现任何接口的类，则通过CGLIB实现AOP代理。

下面是主程序：

public class TestDog

{

    public static void main(String[] args)

    {

        Dog dog = null;

        //创建Dog实例，该实例将作为被代理对象

        Dog targetObject = DogFactory.instance().getDog("gundog");

        //以目标对象创建代理

        Object proxy = MyProxyFactory.getProxy(targetObject);

        if (proxy instanceof Dog)

        {

            dog = (Dog)proxy;

        }

        //测试代理的方法

        dog.info();

        dog.run();

    }

}

代理实例会实现目标对象实现的全部接口。因此，代理实例也实现了Dog接口，程序运行结果如下：

[java] ======开始事务...

[java] 我是一只猎狗

[java] ======提交事务...

[java] 我奔跑迅速

代理实例加强了目标对象的方法——仅仅打印了两行字符串。当然，此种加强没有实际意义。试想一下，若程序中打印字符串的地方，换成真实的事务开始和事务提交，则代理实例的方法为目标对象的方法增加了事务性。

6.2.3 创建AOP代理

通过前面的介绍，AOP代理就是由AOP框架动态生成的一个对象，该对象可作为目标对象使用，AOP代理包含了目标对象的全部方法。但AOP代理中的方法与目标对象的方法存在差异：AOP方法在特定切面插入处理，在处理之间回调目标对象的方法。

AOP代理所包含的方法与目标对象所包含的方法的示意图，如图6.1所示。

Spring中AOP代理由Spring的IoC容器负责生成和管理，其依赖关系也由IoC容器负责管理。因此，AOP代理能够引用容器中的其他Bean实例，这种引用由IoC容器的依赖注入提供。

Spring的AOP代理大都由ProxyFactoryBean工厂类产生，如图6.1所示，产生一个AOP代理至少有两个部分：目标对象和AOP框架所加入的处理。因此，配置ProxyFactoryBean时需要确定如下两个属性：

   ● 代理的目标对象。

   ● 处理（Advice）。

注意：关于Advice的更多知识，此处由于篇幅原因，无法深入讨论。实际上，Spring也提供了很多种Advice的实现，如需要更深入了解Spring AOP，请读者参考笔者所著的《Spring2.0宝典》。

所有代理工厂类的父类是org.springframework.aop.framework.ProxyConfig。因此，该类的属性是所有代理工厂的共同属性，这些属性也是非常关键的，包括：

   ● proxyTargetClass，确定是否代理目标类，如果需要代理目标是类，该属性设为true，此时需要使用CGLIB生成代理；如果代理目标是接口，该属性设为false，默认是false。

   ● optimize，确定是否使用强优化来创建代理。该属性仅对CGLIB代理有效；对JDK 动态代理无效。

   ● frozen，确定是否禁止改变处理，默认是false。

   ● exposeProxy，代理是否可以通过ThreadLocal访问，如果exposeProxy属性为true，则可通过AopContext.currentProxy()方法获得代理。

   ● aopProxyFactory，所使用的AopProxyFactory具体实现。该参数用来指定使用动态代理、CGLIB或其他代理策略。默认选择动态代理或CGLIB。一般不需要指定该属性，除非需要使用新的代理类型，才指定该属性。

配置ProxyFactoryBean工厂bean时，还需要指定它的特定属性，ProxyFactoryBean的特定属性如下所示：

   ● proxyInterfaces，接口名的字符串数组。如果没有确定该参数，默认使用CGLIB代理。

   ● interceptorNames，处理名的字符串数组。此处的次序很重要，排在前面的处理，优先被调用。此处的处理名，只能是当前工厂中处理的名称，而不能使用bean引用。处理名字支持使用通配符(_*)。

   ● singleton，工厂是否返回单态代理。默认是true，无论 getObject()被调用多少次，将返回相同的代理实例。如果需要使用有状态的处理——例如，有状态的mixin，可改变默认设置，prototype处理。