手把手教你用Java实现AOP

介绍

众所周知，AOP（面向切面编程）是Spring框架的特色功能之一。通过设置横切关注点（cross cutting concerns），AOP提供了极高的扩展性。那AOP在Spring中是怎样运作的呢？当你只能使用core java，却需要AOP技术时，这个问题的解答变得极为关键。不仅如此，在高级技术岗位的面试中，此类问题也常作为考题出现。这不，我的朋友最近参加了一个面试，就被问到了这样一个棘手的问题——如何在不使用Spring及相关库，只用core Java的条件下实现AOP。因此，我将在本文中提供一份大纲，帮助大家了解如何只用core Java实现一个AOP（当然啦，这种AOP在功能上有一定的局限性）。注意，本文不是一篇有关Spring AOP与Java AOP的对比研究，而是有关在core Java中借助固有的设计模式实现AOP的教程。

想必读者已经知道AOP是什么，也知道在Spring框架中如何使用它，因此本文只着眼于如何在不用Spring的前提下实现AOP。首先，我们得知道，Spring是借助了JDK proxy和CGlib两种技术实现AOP的。JDK dynamic proxy提供了一种灵活的方式来hook一个方法并执行指定的操作，但执行操作时得有一个限制条件：必须先提供一个相关的接口以及该接口的实现类。实践出真知，让我们透过一个案例来理解这句吧！现在有一个计算器程序，用于完成一些数学运算。让我们来考虑下除法功能，此时的问题是：如果core framework 已经具备了一份实现除法的代码，我们能否在代码执行时劫持（highjack）它并执行额外的校验呢？答案是肯定的，我将用下面提供的代码片段来证明这点。首先来看基础接口的代码：

publicinterfaceCalculator {publicint calculate( int a , int b);
}

该接口实现类的代码如下：

publicclassCalculatorImplimplementsCalculator {@Overridepublicint calculate(int a, int b) {
        return a/b;
    }
}

假设我们既不能修该上面的代码，也不能对核心库进行任何改动，怎样才能完美地实现校验功能呢？不如试下JDK dynamic proxy的功能吧。

publicclassSomeHandlerimplementsInvocationHandler {// Code omitted for simplicity…..@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] params) throws Throwable {
// Your complex business validation and logicObject result = method.invoke(targetObject ,params);
return result;
    }
}

让我们通过测试类来看看由JDK dynamic proxy实现的校验功能的效果如何。

publicstaticvoid main(String[] args) {
        CalculatorImpl calcImpl = new CalculatorImpl();
        Calculator proxied = (Calculator)ProxyFactory.getProxy (Calculator.class, calcImpl, 
                new SomeHandler(calcImpl));
        int result = proxied.calculate(20, 10);
        System.out.println("FInal Result :::" + result);
    }

从结果可以看出，简单地实现功能强大的 InvocationHandler 接口，我们便能得到一个 hooking implementation。按照JDK文档的描述， InvocationHandler 接口是借助一个代理实例（proxy instance）来处理一个方法调用的。

现在我们已经知道，InvocationHandler的invoke()方法能够帮助我们解决问题。那么再来解决一个新问题——怎样才能在方法执行的前后执行操作呢？说的更具体一些，我们能通过添加多个aop（before、after、around）来hook一个方法吗（译注：原文为add multiple aops，但我认为Handler是充当Aspect的角色）？答案同样是肯定的。按照以下的步骤建立一个精简的代码模板便能满足这样的需求：

创建一个抽象类，用于将aop应用于目标对象上。
创建名为BeforeHandler 和 AfterHandler的两个aop。前者在方法执行之前工作，而后者则在方法执行结束后工作。
创建一个代理类，使所有的aop handler和目标对象只需作为参数传入，就能创建一个hook。
加入你自己的业务逻辑或者横切关注点。
最后，通过传入相关的参数创建代理对象（proxy object）。

技术实现概要

（译注：此处是核心代码片段，如果想运行该实例，需进入下方提供的链接下载完整代码）

创建一个handler的抽象类：

publicabstractclassAbstractHandlerimplementsInvocationHandler {private Object targetObject;

publicvoid setTargetObject(Object targetObject) {
this.targetObject = targetObject;
}
}

创建名为 BeforeHandler 和 AfterHandler 的两个易扩展的handler抽象类：

publicabstractclassBeforeHandlerextendsAbstractHandler {publicabstractvoid handleBefore(Object proxy, Method method, Object[] args);
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
handleBefore(proxy, method, args);
return method.invoke(getTargetObject(), args);
}
}

publicabstractclassAfterHandlerextendsAbstractHandler {publicabstractvoid handleAfter(Object proxy, Method method, Object[] args);
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
Object result = method.invoke(getTargetObject(), args);
handleAfter(proxy, method, args);
return result;
}
}

创建Proxy的工厂类：

publicclassProxyFactory {publicstatic Object getProxy(Object targetObject,
List handlers) {
//Code to get the proxyreturn proxyObject;
} else {
return targetObject;
}
}
}

以下为测试代码：

CalculatorImpl calcImpl = new CalculatorImpl();
BeforeHandler before = new BeforeHandlerImpl();
AfterHandler after = new AfterHandlerImpl();
List<AbstractHandler> handlers = new ArrayList<AbstractHandler>();
handlers.add(before);
handlers.add(after);
Calculator proxy = (Calculator) ProxyFactory.getProxy(calcImpl,
handlers);
int result = proxy.calculate(20, 10);

配置

以上的代码片段简明扼要地解释了AOP在结构上的实现（structural implementation）。当然，如果能通过实际的测试将其运用到现实中去，那就再好不过了。读者可在下面的链接中获取完整的工程文件，并在Java编辑器中配置它们，最后通过其中的测试类来检验效果。

https://github.com/debjava/aopusingjdkdynamicproxy

总结

希望这篇简短的有关AOP文章能够帮助到大家。需说明的是，本文只实现了before和after两种aop，而另外两种，即“Around”和“Throw”，则希望读者自行完成。

（译注：关于AOP技术的内容，推荐大家看下这篇文章）

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