隨筆檔案(496)

6.2 Spring的AOP

AOP（Aspect Orient Programming），也就是面向切面編程，作為面向對象編程的一種補充。問世的時間并不太長，甚至在國內的翻譯還不太統一（有些書翻譯成面向方面編程），但它確實極好地補充了面向對象編程的方式。面向對象編程將程序分解成各個層次的對象，而面向切面編程將程序運行過程分解成各個切面。

可以這樣理解，面向對象編程是從靜態角度考慮程序結構，面向切面編程是從動態角度考慮程序運行過程。

Spring AOP是Spring框架的一個重要組件，極好地補充了Spring IoC容器的功能。Spring AOP將Spring IoC容器與AOP組件緊密結合，豐富了IoC容器的功能。當然，即使不使用AOP組件，依然可以使用Spring的IoC容器。

6.2.1 AOP的基本概念

AOP從程序運行角度考慮程序的流程，提取業務處理過程的切面。AOP面向的是程序運行中各個步驟，希望以更好的方式來組合業務處理的各個步驟。

AOP框架并不與特定的代碼耦合，AOP框架能處理程序執行中的特定點，而不是某個具體的程序。AOP框架具有如下兩個特征：

?? ● 各步驟之間的良好隔離性。

?? ● 源代碼無關性。

下面是關于面向切面編程的一些術語：

?? ● 切面，業務流程運行的某個特定步驟，就是運行過程的關注點，關注點可能橫切多個對象。

?? ● 連接點，程序執行過程中明確的點，如方法的調用或異常的拋出。Spring AOP中，連接點總是方法的調用，Spring并沒有顯式地使用連接點。

?? ● 處理（Advice），AOP框架在特定的連接點執行的動作。處理有around、before和throws等類型。大部分框架都以攔截器作為處理模型。

?? ● 切入點，系列連接點的集合，它確定處理觸發的時機。AOP框架允許開發者自己定義切入點，如使用正則表達式。

?? ● 引入，添加方法或字段到被處理的類。Spring允許引入新的接口到任何被處理的對象。例如，可以使用一個引入，使任何對象實現IsModified接口，以此來簡化緩存。

?? ● 目標對象，包含連接點的對象。也稱為被處理對象或被代理對象。

?? ● AOP代理，AOP框架創建的對象，包含處理。簡單地說，代理就是對目標對象的加強。Spring中的AOP代理可以是JDK動態代理，也可以是CGLIB代理。前者為實現接口的目標對象的代理，后者為不實現接口的目標對象的代理。

注意：面向切面編程是比較前沿的知識，而國內大部分翻譯人士翻譯計算機文獻時，總是一邊開著各種詞典和翻譯軟件，一邊逐詞去看文獻，不是先從總體上把握知識的架構。因此，難免導致一些術語的翻譯詞不達意，例如，Socket被翻譯成“套接字”等。在面向切面編程的各術語翻譯上，也存在較大的差異。對于Advice一詞，有翻譯為“通知”的，有翻譯為“建議”的，如此種種，不一而足。實際上，Advice指AOP框架在特定切面所做的事情，故而筆者翻譯為“處理”，希望可以表達Advice的真正含義。

6.2.2 AOP的代理

所謂AOP代理，就是AOP框架動態創建的對象，這個對象通常可以作為目標對象的替代品，而AOP代理提供比目標對象更加強大的功能。真實的情形是，當應用調用AOP代理的方法時，AOP代理會在自己的方法中回調目標對象的方法，從而完成應用的調用。

關于AOP代理的典型例子就是Spring中的事務代理Bean。通常，目標Bean的方法不是事務性的，而AOP代理包含目標Bean的全部方法，而且這些方法經過加強變成了事務性方法。簡單地說，目標對象是藍本，AOP代理是目標對象的加強，在目標對象的基礎上，增加屬性和方法，提供更強大的功能。

目標對象包含一系列切入點。切入點可以觸發處理連接點集合。用戶可以自己定義切入點，如使用正則表達式。AOP代理包裝目標對象，在切入點處加入處理。在切入點加入的處理，使得目標對象的方法功能更強。

Spring默認使用JDK動態代理實現AOP代理，主要用于代理接口。也可以使用CGLIB代理。實現類的代理，而不是接口。如果業務對象沒有實現接口，默認使用CGLIB代理。但面向接口編程是良好的習慣，盡量不要面向具體類編程。因此，業務對象通常應實現一個或多個接口。

下面是一個簡單動態代理模式的示例，首先有一個Dog的接口，接口如下：

public interface Dog

{

??? //info方法聲明

??? public void info();

??? //run方法聲明

??? public void run();

}

然后，給出該接口的實現類，實現類必須實現兩個方法，源代碼如下：

public class DogImpl implements Dog

{

??? //info方法實現，僅僅打印一個字符串

??? public void info()

??? {

??????? System.out.println("我是一只獵狗");

??? }

??? //run方法實現，僅僅打印一個字符串

??? public void run()

??? {

??????? System.out.println("我奔跑迅速");

??? }

}

上面的代碼沒有絲毫獨特之處，是典型的面向接口編程的模型，為了有更好的解耦，采用工廠來創建Dog實例。工廠源代碼如下：

public class DogFactory

{

??? //工廠本身是單態模式，因此，將DogFactory作為靜態成員變量保存

??? private static DogFactory df;

??? //將Dog實例緩存

??? private Dog gundog;

??? //默認的構造器，單態模式需要的構造器是private

??? private DogFactory()

??? {

??? }

??? //單態模式所需的靜態方法，該方法是創建本類實例的唯一方法點

??? public static DogFactory instance()

??? {

??????? if (df == null)

??????? {

??????????? df = new DogFactory();

??????? }

??????? return df;

??? }

??? //獲得Dog實例

??? public Dog getDog(String dogName)

??? {

??????? //根據字符串參數決定返回的實例

??????? if (dogName.equals("gundog"))

??????? {

??????????? //返回Dog實例之前，先判斷緩存的Dog是否存在，如果不存在才創建，

??????????? 否則直接返回緩存的Dog實例

??????????? if (gundog == null )

??????????? {

??????????????? gundog = new DogImpl();

??????????? }

??????????? return gundog;

??? ???? }

??????? return null;

??? }

}

下面是一個通用的處理類，該處理類沒有與任何特定的類耦合，它可以處理所有的目標對象。從JDK 1.3起，Java的import java.lang.reflect下增加InvocationHandler接口，該接口是所有處理類的根接口。

該類處理類的源代碼如下：

public class ProxyHandler implements InvocationHandler

{

??? //需被代理的目標對象

??? private Object target;

??? //執行代理的目標方法時，該invoke方法會被自動調用

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

??? {

??????? Object result = null;

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

??????? {

??????????? System.out.println("======開始事務...");

??????????? result =method.invoke(target, args);

??????????? System.out.println("======提交事務...");

??????? }

??????? else

??????? {

??????????? result =method.invoke(target, args);

??????? }

??????? return result;

??? }

??? //通過該方法，設置目標對象

??? public void setTarget(Object o)

??? {

??????? this.target = o;

??? }

}

該處理類實現InvocationHandler接口，實現該接口必須實現invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法，程序調用代理的目標方法時，自動變成調用invoke方法。

該處理類并未與任何接口或類耦合，它完全是通用的，它的目標實例是Object類型，可以是任何的類型。

在invoke方法內，對目標對象的info方法進行簡單加強，在開始執行目標對象的方法之前，先打印開始事務，執行目標對象的方法之后，打印提交事務。

通過method對象的invoke方法，可以完成目標對象的方法調用，執行代碼如下：

result =method.invoke(target, args);

下面是代理工廠：

public class MyProxyFactory

{

??? /_**

????? _* 實例Service對象

???? _* @param serviceName String

???? _* @return Object

???? _*/

??? public static Object getProxy(Object object)

??? {

?????? //代理的處理類

??????? ProxyHandler handler = new ProxyHandler();

?????? //把該dog實例托付給代理操作

??????? handler.setTarget(object);

??????? //第一個參數是用來創建動態代理的ClassLoader對象，只要該對象能訪問Dog接口
??????? 即可

??????? //第二個參數是接口數組，正是代理該接口數組

??????? //第三個參數是代理包含的處理實例

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

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

??? }

}

代理工廠里有一行代碼：

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

Proxy.newProxyInstance()方法根據接口數組動態創建代理類實例，接口數組通過object.getClass().getInterfaces()方法獲得，創建的代理類是JVM在內存中動態創建的，該類實現傳入接口數組的全部接口。

因此，Dynamic Proxy要求被代理的必須是接口的實現類，否則無法為其構造相應的動態類。因此，Spring對接口實現類采用Dynamic Proxy實現AOP，而對沒有實現任何接口的類，則通過CGLIB實現AOP代理。

下面是主程序：

public class TestDog

{

??? public static void main(String[] args)

??? {

??????? Dog dog = null;

??????? //創建Dog實例，該實例將作為被代理對象

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

??????? //以目標對象創建代理

??????? Object proxy = MyProxyFactory.getProxy(targetObject);

??????? if (proxy instanceof Dog)

??????? {

??????????? dog = (Dog)proxy;

??????? }

??????? //測試代理的方法

??????? dog.info();

??????? dog.run();

??? }

}

代理實例會實現目標對象實現的全部接口。因此，代理實例也實現了Dog接口，程序運行結果如下：

[java] ======開始事務...

[java] 我是一只獵狗

[java] ======提交事務...

[java] 我奔跑迅速

代理實例加強了目標對象的方法——僅僅打印了兩行字符串。當然，此種加強沒有實際意義。試想一下，若程序中打印字符串的地方，換成真實的事務開始和事務提交，則代理實例的方法為目標對象的方法增加了事務性。

6.2.3 創建AOP代理

通過前面的介紹，AOP代理就是由AOP框架動態生成的一個對象，該對象可作為目標對象使用，AOP代理包含了目標對象的全部方法。但AOP代理中的方法與目標對象的方法存在差異：AOP方法在特定切面插入處理，在處理之間回調目標對象的方法。

AOP代理所包含的方法與目標對象所包含的方法的示意圖，如圖6.1所示。

Spring中AOP代理由Spring的IoC容器負責生成和管理，其依賴關系也由IoC容器負責管理。因此，AOP代理能夠引用容器中的其他Bean實例，這種引用由IoC容器的依賴注入提供。

Spring的AOP代理大都由ProxyFactoryBean工廠類產生，如圖6.1所示，產生一個AOP代理至少有兩個部分：目標對象和AOP框架所加入的處理。因此，配置ProxyFactoryBean時需要確定如下兩個屬性：

?? ● 代理的目標對象。

?? ● 處理（Advice）。

注意：關于Advice的更多知識，此處由于篇幅原因，無法深入討論。實際上，Spring也提供了很多種Advice的實現，如需要更深入了解Spring AOP，請讀者參考筆者所著的《Spring2.0寶典》。

所有代理工廠類的父類是org.springframework.aop.framework.ProxyConfig。因此，該類的屬性是所有代理工廠的共同屬性，這些屬性也是非常關鍵的，包括：

?? ● proxyTargetClass，確定是否代理目標類，如果需要代理目標是類，該屬性設為true，此時需要使用CGLIB生成代理；如果代理目標是接口，該屬性設為false，默認是false。

?? ● optimize，確定是否使用強優化來創建代理。該屬性僅對CGLIB代理有效；對JDK 動態代理無效。

?? ● frozen，確定是否禁止改變處理，默認是false。

?? ● exposeProxy，代理是否可以通過ThreadLocal訪問，如果exposeProxy屬性為true，則可通過AopContext.currentProxy()方法獲得代理。

?? ● aopProxyFactory，所使用的AopProxyFactory具體實現。該參數用來指定使用動態代理、CGLIB或其他代理策略。默認選擇動態代理或CGLIB。一般不需要指定該屬性，除非需要使用新的代理類型，才指定該屬性。

配置ProxyFactoryBean工廠bean時，還需要指定它的特定屬性，ProxyFactoryBean的特定屬性如下所示：

?? ● proxyInterfaces，接口名的字符串數組。如果沒有確定該參數，默認使用CGLIB代理。

?? ● interceptorNames，處理名的字符串數組。此處的次序很重要，排在前面的處理，優先被調用。此處的處理名，只能是當前工廠中處理的名稱，而不能使用bean引用。處理名字支持使用通配符(_*)。

?? ● singleton，工廠是否返回單態代理。默認是true，無論 getObject()被調用多少次，將返回相同的代理實例。如果需要使用有狀態的處理——例如，有狀態的mixin，可改變默認設置，prototype處理。