Spring AOP 原理——代理模式

目录

一、代理模式

1.1  静态代理

1.2 动态代理

1.2.1 JDK动态代理

1.2.2 CGLIB动态代理

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Spring AOP 是基于动态代理来实现AOP的。

一、代理模式

代理模式, 也叫委托模式。该模式是为其他对象提供⼀种代理以控制对这个对象的访问。它的作用就是通过提供一个代理类，让我们在调用目标方法的时候，不再是直接对目标方法进行调用，而是通过代理类间接调用。

在某些情况下， 一个对象不适合或者不能直接引用另一个对象，而代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用。

使用代理前：

使用代理后：

代理模式的主要角色：

1. Subject: 业务接口类。可以是抽象类或者接口(不一定有)。
2. RealSubject: 业务实现类。具体的业务执行, 也就是被代理对象。
3. Proxy: 代理类。RealSubject的代理。

根据代理的创建时期，代理模式分为静态代理和动态代理：

• 静态代理：由程序员创建代理类或特定工具自动生成源代码再对其编译，在程序运行前代理类的 .class 文件就已经存在了。
• 动态代理：在程序运行时，运用反射机制动态创建而成。

1.1  静态代理

静态代理：在程序运行前, 代理类的 .class文件就已经存在了。

举例：房租租赁

//1.定义接口（中介需要做的事情）
public interface HouseSubject {void rentHouse();
}//2. 实现接⼝(房东出租房⼦)
public class RealHouseSubject implements HouseSubject{@Overridepublic void rentHouse() {System.out.println("我是房东, 我出租房⼦");}
}//3.代理(中介, 帮房东出租房⼦)
public class HouseProxy implements HouseSubject{//将被代理对象声明为成员变量private HouseSubject houseSubject;public HouseProxy(HouseSubject houseSubject) {this.houseSubject = houseSubject;}@Overridepublic void rentHouse() {//开始代理System.out.println("我是中介, 开始代理");//代理房东出租房⼦houseSubject.rentHouse();//代理结束System.out.println("我是中介, 代理结束");}
}//4.使用
public class StaticMain {public static void main(String[] args) {HouseSubject subject = new RealHouseSubject();//创建代理类HouseProxy proxy = new HouseProxy(subject);//通过代理类访问⽬标⽅法proxy.rentHouse();}
}

这种方式将代码写死，非常不灵活，如果后续需要增加业务，只能一个个增加修改。 

1.2 动态代理

相比于静态代理来说，动态代理更加灵活。该代理不需要针对每个目标对象都单独创建一个代理对象，而是把这个创建代理对象的工作推迟到程序运行时由JVM来实现。也就是说动态代理在程序运行时，根据需要动态创建生成。

Java也对动态代理进行了实现，并给我们提供了一些API，常见的实现方式有两种:

1. JDK动态代理
2. CGLIB动态代理

1.2.1 JDK动态代理

JDK 动态代理类实现步骤：

1. 定义一个接口及其实现类(静态代理中的 HouseSubject 和 RealHouseSubject )；
2. 自定义 InvocationHandler 并重写 invoke 方法，在 invoke 方法中我们会调用目标方法(被代理类的方法)并自定义一些处理逻辑；
3. 通过 Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[ ] interfaces,InvocationHandler h) 方法创建代理对象。

简单实现：

//1.实现 InvocationHandler 接口
mport java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
public class JDKInvocationHandler implements InvocationHandler {//⽬标对象即就是被代理对象private Object target;public JDKInvocationHandler(Object target) {this.target = target;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws
Throwable {// 代理增强内容System.out.println("我是中介, 开始代理");//通过反射调⽤被代理类的⽅法Object retVal = method.invoke(target, args);//代理增强内容System.out.println("我是中介, 代理结束");return retVal;}
}//2.创建⼀个代理对象并使用
public class DynamicMain {public static void main(String[] args) {HouseSubject target= new RealHouseSubject();//创建⼀个代理类：通过被代理类、被代理实现的接⼝、⽅法调⽤处理器来创建HouseSubject proxy = (HouseSubject) Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),new Class[]{HouseSubject.class},new JDKInvocationHandler(target));proxy.rentHouse();}
}

 其中：

• InvocationHandler接口是Java动态代理的关键接口之一，它定义了一个单一方法 invoke() ，用于处理被代理对象的方法调用。

public interface InvocationHandler {/*** 参数说明* proxy：代理对象* method：代理对象需要实现的⽅法，即其中需要重写的⽅法* args：method所对应⽅法的参数*/public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)throws Throwable;
}

通过实现 InvocationHandler 接口，可以对被代理对象的方法进行功能增强。

•  Proxy 类中使用频率最高的方法是： newProxyInstance() , 这个方法主要用来生成一个代理对象。

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException{//...代码省略}

这个方法一共有 3 个参数：

• Loader：类加载器, 用于加载代理对象；
• interfaces：被代理类实现的一些接口(这个参数的定义，也决定了JDK动态代理只能代理实现了接口的一些类)；
• h ：实现了 InvocationHandler 接口的对象。

1.2.2 CGLIB动态代理

JDK 动态代理有一个最致命的问题是其只能代理实现了接口的类。有些场景下, 业务代码是直接实现的，并没有接口定义。此时 CGLIB 动态代理机制可以解决这个问题。

CGLIB(Code Generation Library)是一个基于ASM的字节码生成库，它允许在运行时对字节码进行修改和动态生成。CGLIB 通过继承方式实现代理，很多知名的开源框架都使用到了CGLIB。例如 Spring 中的 AOP 模块中：如果目标对象实现了接口，则默认采用 JDK 动态代理, 否则采用 CGLIB 动态代理。

CGLIB 动态代理类实现步骤：

1. 定义⼀个类(被代理类)；
2. 自定义 MethodInterceptor 并重写 intercept 方法， intercept 用于增强目标方法，和 JDK 动态代理中的 invoke 方法类似；
3. 通过 Enhancer 类的 create( )创建代理类。

简单实现：

1.添加依赖

<dependency><groupId>cglib</groupId><artifactId>cglib</artifactId><version>3.3.0</version>
</dependency>

2. 自定义MethodInterceptor（方法拦截器）

import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;//实现MethodInterceptor接口
public class CGLIBInterceptor implements MethodInterceptor {//⽬标对象, 即被代理对象private Object target;public CGLIBInterceptor(Object target){this.target = target;}@Overridepublic Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, 
MethodProxy methodProxy) throws Throwable {// 代理增强内容System.out.println("我是中介, 开始代理");//通过反射调⽤被代理类的⽅法Object retVal = methodProxy.invoke(target, objects);//代理增强内容System.out.println("我是中介, 代理结束");return retVal;}
}

3.创建代理类, 并使用

public class DynamicMain {public static void main(String[] args) {HouseSubject target= new RealHouseSubject();HouseSubject proxy= (HouseSubject) 
Enhancer.create(target.getClass(),new CGLIBInterceptor(target));proxy.rentHouse();}
}

其中：

•  MethodInterceptor 和 JDK动态代理中的 InvocationHandler 类似，它只定义了一个方法 intercept()，用于增强目标方法。

 /*** 参数说明:* o: 被代理的对象* method: ⽬标⽅法(被拦截的⽅法, 也就是需要增强的⽅法)* objects: ⽅法⼊参* methodProxy: ⽤于调⽤原始⽅法*/Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy 
methodProxy) throws Throwable;
}

• Enhancer.create() 用来生成一个代理对象

public static Object create(Class type, Callback callback) {//...代码省略
}

这个方法中的参数说明：

• type：被代理类的类型(类或接口)；
• callback：自定义方法拦截器 MethodInterceptor。