新秀学习SSH（十四）——Spring集装箱AOP其原理——动态代理

时间：2022-04-14 20:30:28

之前写了一篇文章IOC该博客——《Spring容器IOC解析及简单实现》，今天再来聊聊AOP。大家都知道Spring的两大特性是IOC和AOP。

IOC负责将对象动态的注入到容器，从而达到一种须要谁就注入谁，什么时候须要就什么时候注入的效果，可谓是招之则来，挥之则去。

想想都认为爽，假设现实生活中也有这本事那就爽歪歪了。至于有多爽，各位自己脑补吧。而AOP呢，它实现的就是容器的还有一大优点了。就是能够让容器中的对象都享有容器中的公共服务。

那么容器是怎么做到的呢？它怎么就能让在它里面的对象自己主动拥有它提供的公共性服务呢？答案就是我们今天要讨论的内容——动态代理。

动态代理事实上并非什么新奇的东西，学过设计模式的人都应该知道代理模式，代理模式是一种静态代理。而动态代理就是利用反射和动态编译将代理模式变成动态的。

原理跟动态注入一样，代理模式在编译的时候就已经确定代理类将要代理谁，而动态代理在执行的时候才知道自己要代理谁。

Spring的动态代理有两种：一是JDK的动态代理。还有一个是cglib动态代理（通过改动字节码来实现代理）。今天咱们主要讨论JDK动态代理的方式。JDK的代理方式主要就是通过反射跟动态编译来实现的，以下咱们就通过代码来看看它详细是怎么实现的。

假设我们要对以下这个用户管理进行代理：

//用户管理接口

package com.tgb.proxy;

public interface UserMgr {

	void addUser();

	void delUser();

}

//用户管理的实现

package com.tgb.proxy;

public class UserMgrImpl implements UserMgr {

	@Override

	public void addUser() {

		System.out.println("加入用户.....");

	}

	@Override

	public void delUser() {

		System.out.println("删除用户.....");

	}

}

依照代理模式的实现方式，肯定是用一个代理类，让它也实现UserMgr接口，然后在其内部声明一个UserMgrImpl。然后分别调用addUser和delUser方法，并在调用前后加上我们须要的其它操作。可是这样非常显然都是写死的。我们怎么做到动态呢？别急，接着看。

我们知道，要实现代理，那么我们的代理类跟被代理类都要实现同一接口，可是动态代理的话我们根本不知道我们将要代理谁，也就不知道我们要实现哪个接口，那么要怎么办呢？我们仅仅有知道要代理谁以后，才干给出对应的代理类，那么我们何不等知道要代理谁以后再去生成一个代理类呢？想到这里，我们好像找到了解决的办法，就是动态生成代理类！

这时候我们亲爱的反射又有了用武之地。我们能够写一个方法来接收被代理类。这样我们就能够通过反射知道它的一切信息——包含它的类型、它的方法等等（假设你不知道怎么得到。请先去看看我写的反射的博客《反射一》《反射二》）。

JDK动态代理的两个核心各自是InvocationHandler和Proxy，以下我们就用简单的代码来模拟一下它们是怎么实现的：

InvocationHandler接口：

package com.tgb.proxy;

import java.lang.reflect.Method;

public interface InvocationHandler {

	public void invoke(Object o, Method m);

}

实现动态代理的关键部分，通过Proxy动态生成我们详细的代理类：

package com.tgb.proxy;

import java.io.File;

import java.io.FileWriter;

import java.lang.reflect.Constructor;

import java.lang.reflect.Method;

import java.net.URL;

import java.net.URLClassLoader;

import javax.tools.JavaCompiler;

import javax.tools.StandardJavaFileManager;

import javax.tools.ToolProvider;

import javax.tools.JavaCompiler.CompilationTask;

public class Proxy {

	/**

	 *

	 * @param infce 被代理类的接口

	 * @param h 代理类

	 * @return

	 * @throws Exception

	 */

	public static Object newProxyInstance(Class infce, InvocationHandler h) throws Exception {

		String methodStr = "";

		String rt = "\r\n";

		//利用反射得到infce的全部方法，并又一次组装

		Method[] methods = infce.getMethods();

		for(Method m : methods) {

			methodStr += "    @Override" + rt +

						 "    public  "+m.getReturnType()+" " + m.getName() + "() {" + rt +

						 "        try {" + rt +

						 "        Method md = " + infce.getName() + ".class.getMethod(\"" + m.getName() + "\");" + rt +

						 "        h.invoke(this, md);" + rt +

						 "        }catch(Exception e) {e.printStackTrace();}" + rt +

						 "    }" + rt ;

		}

		//生成Java源文件

		String srcCode =

			"package com.tgb.proxy;" +  rt +

			"import java.lang.reflect.Method;" + rt +

			"public class $Proxy1 implements " + infce.getName() + "{" + rt +

			"    public $Proxy1(InvocationHandler h) {" + rt +

			"        this.h = h;" + rt +

			"    }" + rt +

			"    com.tgb.proxy.InvocationHandler h;" + rt +

			methodStr + rt +

			"}";

		String fileName =

			"d:/src/com/tgb/proxy/$Proxy1.java";

		File f = new File(fileName);

		FileWriter fw = new FileWriter(f);

		fw.write(srcCode);

		fw.flush();

		fw.close();

		//将Java文件编译成class文件

		JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();

		StandardJavaFileManager fileMgr = compiler.getStandardFileManager(null, null, null);

		Iterable units = fileMgr.getJavaFileObjects(fileName);

		CompilationTask t = compiler.getTask(null, fileMgr, null, null, null, units);

		t.call();

		fileMgr.close();

		//载入到内存，并实例化

		URL[] urls = new URL[] {new URL("file:/" + "d:/src/")};

		URLClassLoader ul = new URLClassLoader(urls);

		Class c = ul.loadClass("com.tgb.proxy.$Proxy1");

		Constructor ctr = c.getConstructor(InvocationHandler.class);

		Object m = ctr.newInstance(h);

		return m;

	}

}

这个类的主要功能就是，依据被代理对象的信息，动态组装一个代理类，生成$Proxy1.java文件，然后将其编译成$Proxy1.class。

这样我们就能够在执行的时候，依据我们详细的被代理对象生成我们想要的代理类了。这样一来。我们就不须要提前知道我们要代理谁。也就是说。你想代理谁。想要什么样的代理，我们就给你生成一个什么样的代理类。

然后，在client我们就能够任意的进行代理了。

package com.tgb.proxy;

public class Client {

	public static void main(String[] args) throws Exception {

		UserMgr mgr = new UserMgrImpl();

		//为用户管理加入事务处理

		InvocationHandler h = new TransactionHandler(mgr);

		UserMgr u = (UserMgr)Proxy.newProxyInstance(UserMgr.class,h);

		//为用户管理加入显示方法执行时间的功能

		TimeHandler h2 = new TimeHandler(u);

		u = (UserMgr)Proxy.newProxyInstance(UserMgr.class,h2);

		u.addUser();

		System.out.println("\r\n==========华丽的切割线==========\r\n");

		u.delUser();

	}

}

执行结果：

開始时间:2014年-07月-15日 15时:48分:54秒

开启事务.....

加入用户.....

提交事务.....

结束时间:2014年-07月-15日 15时:48分:57秒

耗时：3秒

==========华丽的切割线==========

開始时间:2014年-07月-15日 15时:48分:57秒

开启事务.....

删除用户.....

提交事务.....

结束时间:2014年-07月-15日 15时:49分:00秒

耗时：3秒

这里我写了两个代理的功能，一个是事务处理，一个是显示方法执行时间的代理。当然都是非常easy的写法，仅仅是为了说明这个原理。当然，我们能够想Spring那样将这些AOP写到配置文件。由于之前那篇已经写了怎么通过配置文件注入了，这里就不反复贴了。

到这里。你可能会有一个疑问：你上面说，仅仅要放到容器里的对象。都会有容器的公共服务，我怎么没看出来呢？好，那我们就继续看一下我们的代理功能：

事务处理：

package com.tgb.proxy;

import java.lang.reflect.Method;

public class TransactionHandler implements InvocationHandler {

	private Object target;

	public TransactionHandler(Object target) {

		super();

		this.target = target;

	}

	@Override

	public void invoke(Object o, Method m) {

		System.out.println("开启事务.....");

		try {

			m.invoke(target);

		} catch (Exception e) {

			e.printStackTrace();

		}

		System.out.println("提交事务.....");

	}

}

从代码中不难看出，我们代理的功能里没有涉及到不论什么被代理对象的详细信息。这样有什么优点呢？这种优点就是将代理要做的事情跟被代理的对象全然分开，这样一来我们就能够在代理和被代理之间任意的进行组合了。也就是说同一个功能我们仅仅须要一个。相同的功能仅仅有一个，那么这个功能不就是公共的功能吗？无论容器中有多少给对象。都能够享受容器提供的服务了。这就是容器的优点。

不知道我讲的够不不够清楚。欢迎积极交流、商讨。

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