拋開Spring來說，如何自己實(shí)現(xiàn)Spring AOP？

正好遇到了一道這樣的題：拋開Spring來說，如何自己實(shí)現(xiàn)Spring AOP?

就喜歡這樣的題，能把那些天天寫增刪改查從來不思考的人給PK下去，今天就和大家一切學(xué)習(xí)代理模式與Spring AOP。

代理與裝飾器

場(chǎng)景描述

代理，即替代之意，可替代所有功能，即和原類實(shí)現(xiàn)相同的規(guī)范。

代理模式和裝飾器模式很像，之前的裝飾器講的不是很好，這里換個(gè)例子再講一遍。

寧靜的午后，來到咖啡館，想喝一杯咖啡。

基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)

給你一個(gè)咖啡接口：

public
?
interface
?
Coffee
?
{

????
/**
?????*?打印當(dāng)前咖啡的原材料，即咖啡里有什么
?????*/
????
void
?printMaterial
();
}

一個(gè)默認(rèn)的苦咖啡的實(shí)現(xiàn)：

public
?
class
?
BitterCoffee
?
implements
?
Coffee
?
{

????
@Override
????
public
?
void
?printMaterial
()
?
{
????????
System
.
out
.
println
(
"咖啡"
);
????
}
}

默認(rèn)的點(diǎn)餐邏輯：

public
?
class
?
Main
?
{

????
public
?
static
?
void
?main
(
String
[]
?args
)
?
{
????????
Coffee
?coffee?
=
?
new
?
BitterCoffee
();
????????coffee
.
printMaterial
();
????
}
}

點(diǎn)一杯咖啡。

裝飾器模式

優(yōu)雅的服務(wù)生把咖啡端了上來，抿了一口，有些苦。

想加點(diǎn)糖，對(duì)服務(wù)生說：“您好，請(qǐng)為我的咖啡加些糖”。

/**
?*?糖裝飾器，用來給咖啡加糖
?*/
public
?
class
?
SugarDecorator
?
implements
?
Coffee
?
{

????
/**
?????*?持有的咖啡對(duì)象
?????*/
????
private
?
final
?
Coffee
?coffee
;

????
public
?
SugarDecorator
(
Coffee
?coffee
)
?
{
????????
this
.
coffee?
=
?coffee
;
????
}

????
@Override
????
public
?
void
?printMaterial
()
?
{
????????
System
.
out
.
println
(
"糖"
);
????????
this
.
coffee
.
printMaterial
();
????
}
}

然后服務(wù)生就拿走了我的咖啡，去使用SugarDecorator為咖啡加糖，最后把加好糖的咖啡給我。

public
?
class
?
Main
?
{

????
public
?
static
?
void
?main
(
String
[]
?args
)
?
{
????????
Coffee
?coffee?
=
?
new
?
BitterCoffee
();
????????coffee?
=
?
new
?
SugarDecorator
(
coffee
);
????????coffee
.
printMaterial
();
????
}
}

看一看咖啡的成分，對(duì)的，確實(shí)加上了糖！

注意看這兩行：

Coffee
?coffee?
=
?
new
?
BitterCoffee
();
????????
//?點(diǎn)了一杯苦咖啡
coffee?
=
?
new
?
SugarDecorator
(
coffee
);
???????
//?給咖啡加了點(diǎn)糖

裝飾器模式適合什么場(chǎng)景，我有一個(gè)對(duì)象，但是這個(gè)對(duì)象的功能不能令我滿意，我就拿裝飾器給他裝飾一下。

代理模式

周末了，又抱著iPad來到了咖啡館，準(zhǔn)備享受一個(gè)寧靜的下午。

“先生，請(qǐng)問您要喝點(diǎn)什么？”一旁禮貌的服務(wù)生上前問道。

上次點(diǎn)的咖啡太苦了，這次直接要個(gè)加糖的吧。

“我要一杯加糖咖啡。”

public
?
class
?
CoffeeWithSugar
?
implements
?
Coffee
?
{

????
private
?
final
?
Coffee
?coffee
;

????
public
?
CoffeeWithSugar
()
?
{
????????
this
.
coffee?
=
?
new
?
BitterCoffee
();
????
}

????
@Override
????
public
?
void
?printMaterial
()
?
{
????????
System
.
out
.
println
(
"糖"
);
????????
this
.
coffee
.
printMaterial
();
????
}
}

這是加糖咖啡，其實(shí)內(nèi)部仍然是咖啡，只是加了些配方，就產(chǎn)生了一種新類，一種新的可以在菜單上呈現(xiàn)的飲品。

點(diǎn)咖啡：

public
?
class
?
Main
?
{

????
public
?
static
?
void
?main
(
String
[]
?args
)
?
{
????????
Coffee
?coffee?
=
?
new
?
CoffeeWithSugar
();
????????coffee
.
printMaterial
();
????
}
}

正合我意，在咖啡的陪伴下度過了一個(gè)美好的下午。

差別

故事講完了，兩者實(shí)現(xiàn)的都是對(duì)原對(duì)象的包裝，持有原對(duì)象的實(shí)例，差別在于對(duì)外的表現(xiàn)。

裝飾器模式：點(diǎn)了咖啡，發(fā)現(xiàn)太苦了，不是自己想要的，然后用裝飾器加了點(diǎn)糖。

Coffee
?coffee?
=
?
new
?
BitterCoffee
();
coffee?
=
?
new
?
SugarDecorator
(
coffee
);

代理模式：直接就點(diǎn)的加糖咖啡。

Coffee
?coffee?
=
?
new
?
CoffeeWithSugar
();

很細(xì)微的差別，希望大家不要弄混。

批評(píng)

去看代理模式相關(guān)的資料，五花八門，怎么理解的都有。

我覺得菜鳥教程的代理模式解釋的最為正宗：在代理模式中，我們創(chuàng)建具有現(xiàn)有對(duì)象的對(duì)象，以便向外界提供功能接口。

還有，網(wǎng)上許多設(shè)計(jì)模式的文章都是你抄我、我抄你，一個(gè)錯(cuò)了，全都錯(cuò)了。

我覺得我需要糾正一下。誰說代理模式一定要用接口的啊？代理模式時(shí)設(shè)計(jì)模式，設(shè)計(jì)模式不分語言，假如一門語言中沒有接口，那它就不能代理模式了嗎？只是Java中的接口可以讓我們符合依賴倒置原則進(jìn)行開發(fā)，降低耦合。用抽象類可以嗎？可以。用類繼承可以嗎？也可以。

思想明白了，用什么寫還不是像玩一樣？

AOP

設(shè)計(jì)模式是思想，所以我上面說的代理模式不是僅適用于接口便與Spring AOP息息相關(guān)。

AOP：Aspect Oriented Programming，面向切面編程，是面向?qū)ο缶幊痰难a(bǔ)充。如果你不明白這句話，好好去學(xué)學(xué)面向?qū)ο缶椭罏槭裁戳恕?/p>

我們會(huì)聲明切面，即切在某方法之前、之后或前后都執(zhí)行。而Spring AOP的實(shí)現(xiàn)就是代理模式。

場(chǎng)景

正好最近寫過短信驗(yàn)證碼，就拿這個(gè)來當(dāng)例子吧。

public
?
interface
?
SMSService
?
{

????
void
?sendMessage
();
}
public
?
class
?
SMSServiceImpl
?
implements
?
SMSService
?
{

????
@Override
????
public
?
void
?sendMessage
()
?
{
????????
System
.
out
.
println
(
"【夢(mèng)云智】您正在執(zhí)行重置密碼操作，您的驗(yàn)證碼為：1234，5分鐘內(nèi)有效，請(qǐng)不要將驗(yàn)證碼轉(zhuǎn)發(fā)給他人。"
);
????
}
}

主函數(shù)：

public
?
class
?
Main
?
{

????
public
?
static
?
void
?main
(
String
[]
?args
)
?
{
????????
SMSService
?smsService?
=
?
new
?
SMSServiceImpl
();
????????smsService
.
sendMessage
();
????????smsService
.
sendMessage
();
????
}
}

費(fèi)用統(tǒng)計(jì)

老板改需求了，發(fā)驗(yàn)證碼要花錢，老板想看看一共在短信上花了多少錢。

正常按Spring的思路，肯定是聲明一個(gè)切面，來切發(fā)短信的方法，然后在切面內(nèi)統(tǒng)計(jì)短信費(fèi)用。

只是現(xiàn)在沒有框架，也就是這道題：拋開Spring來說，如何自己實(shí)現(xiàn)Spring AOP?

寫框架考慮的自然多些，我上文講的代理是靜態(tài)代理，編譯期間就決定好的。而框架實(shí)現(xiàn)卻是動(dòng)態(tài)代理，需要在運(yùn)行時(shí)生成代理對(duì)象，因?yàn)樾枰M(jìn)行類掃描，看看哪些個(gè)類有切面需要生成代理對(duì)象。

JDK動(dòng)態(tài)代理

編寫一個(gè)統(tǒng)計(jì)短信費(fèi)用的類實(shí)現(xiàn)InvocationHandler接口。

寫到這，終于明白為什么每次后臺(tái)Debug的時(shí)候都會(huì)跳轉(zhuǎn)到invoke方法。

public
?
class
?
MoneyCountInvocationHandler
?
implements
?
InvocationHandler
?
{

????
/**
?????*?被代理的目標(biāo)
?????*/
????
private
?
final
?
Object
?target
;

????
/**
?????*?內(nèi)部存儲(chǔ)錢的總數(shù)
?????*/
????
private
?
Double
?moneyCount
;

????
public
?
MoneyCountInvocationHandler
(
Object
?target
)
?
{
????????
this
.
target?
=
?target
;
????????
this
.
moneyCount?
=
?
0.0
;
????
}

????
@Override
????
public
?
Object
?invoke
(
Object
?proxy
,
?
Method
?method
,
?
Object
[]
?args
)
?
throws
?
Throwable
?
{
????????
Object
?result?
=
?method
.
invoke
(
target
,
?args
);
????????moneyCount?
+=
?
0.07
;
????????
System
.
out
.
println
(
"發(fā)送短信成功，共花了："
?
+
?moneyCount?
+
?
"元"
);
????????
return
?result
;
????
}
}

將主函數(shù)里的smsService替換為使用MoneyCountInvocationHandler處理的代理對(duì)象。

public
?
class
?
Main
?
{

????
public
?
static
?
void
?main
(
String
[]
?args
)
?
{
????????
SMSService
?smsService?
=
?
new
?
SMSServiceImpl
();
????????smsService?
=
?
(
SMSService
)
?
Proxy
.
newProxyInstance
(
Main
.
class
.
getClassLoader
(),
????????????????????????????????????????????
new
?
Class
[]{
SMSService
.
class
},
????????????????????????????????????????????
new
?
MoneyCountInvocationHandler
(
smsService
));
????????smsService
.
sendMessage
();
????????smsService
.
sendMessage
();
????
}
}

根據(jù)InvocationHandler中的invoke方法動(dòng)態(tài)生成一個(gè)類，該類實(shí)現(xiàn)SMSService接口，代理對(duì)象，就是用這個(gè)類實(shí)例化的。

AOP實(shí)現(xiàn)

上面的都實(shí)現(xiàn)了？寫一個(gè)AOP是不是也不是難事？

主函數(shù)的代碼，應(yīng)該放在IOC容器初始化中，掃描包，去看看哪些個(gè)類需要生成代理對(duì)象，然后構(gòu)造代理對(duì)象到容器中。

然后在invoke方法里，把統(tǒng)計(jì)費(fèi)用的邏輯改成切面的邏輯不就好了嗎？

不足分析

結(jié)束了嗎？當(dāng)然沒有，上面的方法實(shí)現(xiàn)僅對(duì)接口有效。

因?yàn)镴DK的動(dòng)態(tài)代理，是生成一個(gè)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)接口的代理類。但是Spring又不是只能通過接口注入。

@Autowired
private
?
Type
?xxxxx
;

Spring的@Autowired是通過聲明的類型去容器里找符合的對(duì)象然后注進(jìn)來的，接口是類型，類不也是類型嗎？

@Autowired
private
?
SMSService
?smsService
;

這樣能注進(jìn)來。

@Autowired
private
?
SMSServiceImpl
?smsService
;

這樣呢？也能注進(jìn)來。

所以，JDK動(dòng)態(tài)代理針對(duì)直接注入類類型的，就代理不了。

cglib動(dòng)態(tài)代理

自古以來，從來都是時(shí)勢(shì)造英雄，而不是英雄創(chuàng)造了時(shí)代。

出現(xiàn)了問題，自然會(huì)有英雄出來解決。拯救世界的就是cglib。

JDK動(dòng)態(tài)代理解決不了的，統(tǒng)統(tǒng)交給cglib。

就這個(gè)來說：

@Autowired
private
?
SMSServiceImpl
?smsService
;

不是使用接口注入的，JDK動(dòng)態(tài)代理解決不了。cglib怎么解決的呢？它會(huì)根據(jù)當(dāng)前的類，動(dòng)態(tài)生成一個(gè)子類，在子類中織入切面邏輯。

然后使用子類對(duì)象代理父類對(duì)象。這就是為什么我上面說：代理模式，不要拘泥于接口。

所以織入成功的，都是子類能把父類覆蓋的方法。

所以cglib也不是萬能的，方法是final的，子類重寫不了，它當(dāng)然也無計(jì)可施了。

總結(jié)

讀書讀的是什么？是真正理解作者的思想，明白作者想歌頌什么、批判什么。

框架學(xué)的是什么？不只是為了提高開發(fā)效率，而是在使用的時(shí)候，就像與設(shè)計(jì)者交流一樣，能真正明白框架設(shè)計(jì)者的思想，才算用明白一款框架。

如果我們都能做到這般，又何愁設(shè)計(jì)不出一款真正屬于自己的框架呢？