AOP編程入門–Java篇

 Aspect Oriented Programming(AOP)，面向切面編程，是一個比較熱門的話題。AOP主要實現的目的是針對業務處理過程中的切面進行提取，它所面對的是處理過程中的某個步驟或階段，以獲得邏輯過程中各部分之間低耦合性的隔離效果。比如我們最常見的就是日誌記錄了，舉個例子，我們現在提供一個服務查詢學生資訊的，但是我們希望記錄有誰進行了這個查詢。如果按照傳統的OOP的實現的話，那我們實現了一個查詢學生資訊的服務介面(StudentInfoService)和其實作類別（StudentInfoServiceImpl.java），同時為了要進行記錄的話，那我們在實作類別(StudentInfoServiceImpl.java)中要添加其實現記錄的過程。這樣的話，假如我們要實現的服務有多個呢？那就要在每個實現的類都添加這些記錄過程。這樣做的話就會有點繁瑣，而且每個實作類別都與記錄服務日誌的行為緊耦合，違反了物件導向的規則。那麼怎樣才能把記錄服務的行為與業務處理過程中分離出來呢？看起來好像就是查詢學生的服務自己在進行，但是背後日誌記錄對這些行為進行記錄，但是查詢學生的服務不知道存在這些記錄過程，這就是我們要討論AOP的目的所在。AOP的編程，好像就是把我們在某個方面的功能提出來與一批對象進行隔離，這樣與一批對象之間降低了耦合性，可以就某個功能進行編程。
    我們直接從代碼入手吧，要實現以上的目標，我們可以使用一個動態代理類(Proxy)，通過攔截一個對象的行為並添加我們需要的功能來完成。Java中的java.lang.reflect.Proxy類和java.lang.reflect.InvocationHandler介面為我們實現動態代理類提供了一個方案，但是該方案針對的對象要實現某些介面；如果針對的目的是類的話，cglib為我們提供了另外一個實現方案。等下會說明兩者的區別。
一、介面的實現方案：
1）首先編寫我們的業務介面（StudentInfoService.java）：
public interface StudentInfoService{
 void findInfo(String studentName);
}
     及其實作類別（StudentInfoServiceImpl.java）：
public class StudentInfoServiceImpl implements StudentInfoService{
 public void findInfo(String name){
  System.out.println("你目前輸入的名字是:"+name);
 }
}
2）現在我們需要一個日誌功能，在findInfo行為之前執行並記錄其行為，那麼我們就首先要攔截該行為。在實際執行的過程中用一個代理類來替我們完成。Java中為我們提供了實現動態代理類的方案：

1'處理攔截目的的類（MyHandler.java）
import org.apache.log4j.Logger;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.lang.reflect.Method;

public class MyHandler implements InvocationHandler{
 private Object proxyObj;
 private static Logger log=Logger.getLogger(MyHandler.class);
 
 public Object bind(Object obj){
  this.proxyObj=obj;
  return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(),obj.getClass().getInterfaces(),this);
 }
 
 public Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args) throws Throwable{
  Object result=null;
  try{
   //請在這裡插入代碼，在方法前調用
   log.info("調用log日誌方法"+method.getName());
   result=method.invoke(proxyObj,args); //原方法
   //請在這裡插入代碼，方法後調用
  }catch(Exception e){
   e.printStackTrace();
  }
  return result;
 }
}
2'我們實現一個工廠，為了方便我們使用該攔截類(AOPFactory.java)：
public class AOPFactory{
 private static Object getClassInstance(String clzName){
  Object obj=null;
  try{
   Class cls=Class.forName(clzName);
   obj=(Object)cls.newInstance();
  }catch(ClassNotFoundException cnfe){
   System.out.println("ClassNotFoundException:"+cnfe.getMessage());
  }catch(Exception e){
   e.printStackTrace();
  }
  return obj;
 }
 
 public static Object getAOPProxyedObject(String clzName){
  Object proxy=null;
  MyHandler handler=new MyHandler();
  Object obj=getClassInstance(clzName);
  if(obj!=null) {
   proxy=handler.bind(obj);
  }else{
   System.out.println("Can't get the proxyobj");
   //throw
  }
  return proxy;
 }
}

3)基本的攔截與其工廠我們都實現了，現在測試（ClientTest.java）：
public class ClientTest{
 public static void main(String[] args){
  StudentInfoService studentInfo=(StudentInfoService)AOPFactory.getAOPProxyedObject("StudentInfoServiceImpl");
  studentInfo.findInfo("阿飛");
 }
}
輸出結果（看你的log4j設定）：
[INFO]調用log日誌方法findInfo
你目前輸入的名字是:阿飛
     這樣我們需要的效果就出來了，業務處理自己在進行，但是我們實現了日誌功能，而業務處理(StudentInfoService)根本不知道存在該行為的。但是Java中提供的動態代理類的實現是針對實現了某些介面的類，如果沒有實現介面的話，不能建立代理類，看以上部分：
return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(),obj.getClass().getInterfaces(),this);
看到了沒有？obj.getClass().getInterfaces()要求實現了某些介面。以下提供哪些沒有實現介面的實現方案：

二、子類的實現方案。
      首先，請上網下CGLib的包，http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=56933 。設定好classpath路徑，CGLib與java標準庫提供的實現方案不同，cglib主要是基於實作類別（如StudentInfoServiceImpl.java)擴充一個子類來實現。與Dynamic Proxy中的Proxy和InvocationHandler相對應，net.sf.cglib.proxy.Enhancer和MethodInterceptor在CGLib中負責完成代理對象建立和方法截獲處理,產生的是目標類的子類而不是通過介面來實現方法攔截的，Enhancer主要是用於構造動態代理子類來實現攔截，MethodInterceptor（擴充了Callback介面）主要用於實現around advice（AOP中的概念）：
     1）我們的業務處理（StudentInfoServiceImpl.java）：
public class StudentInfoServiceImpl{
 public void findInfo(String name){
  System.out.println("你目前輸入的名字是:"+name);
 }
}
     2）實行一個工具來處理日誌功能（AOPInstrumenter.java）：
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;
import org.apache.log4j.Logger;

public class AOPInstrumenter implements MethodInterceptor{
 private Logger log=Logger.getLogger(AOPInstrumenter.class);
 private Enhancer enhancer=new Enhancer();
 
 public Object getInstrumentedClass(Class clz){
  enhancer.setSuperclass(clz);
  enhancer.setCallback(this);
  return enhancer.create();
 }
 
 public Object intercept(Object o,Method method,Object[] args,MethodProxy proxy) throws Throwable{
  log.info("調用日誌方法"+method.getName());
  Object result=proxy.invokeSuper(o,args);
  return result;
 }
 
}
     3）我們來測試一下（AOPTest.java）：
public class AOPTest{
 public static void main(String[] args){
  AOPInstrumenter instrumenter=new AOPInstrumenter();
  StudentInfoServiceImpl studentInfo=(StudentInfoServiceImpl)instrumenter.getInstrumentedClass(StudentInfoServiceImpl.class);
  studentInfo.findInfo("阿飛");
 }
}
   輸出結果與以上相同。
 CGLib中為實現以上目的，主要提供的類
1)Enhancer：setCallback(Callback) ,setSuperclass(Class) ,create()返回動態子類Object
2)MethodInterceptor必須實現的介面：intercept(Object,Method,Object[],MethodProxy)返回的是原方法調用的結果。和Proxy原理一樣。

三、以上的兩個簡單實現AOP的方案都為你準備好了，你可以自己編寫測試一下，以下簡單介紹一下AOP的基本概念：
1）aspect（切面）：實現了cross-cutting功能，是針對切面的模組。最常見的是logging模組，這樣，程式按功能被分為好幾層，如果按傳統的繼承的話，商業模型繼承日誌模組的話根本沒有什麼意義，而通過建立一個logging切面就可以使用AOP來實現相同的功能了。
2）jointpoint（連接點）：連接點是切面插入應用程式的地方，該點能被方法調用，而且也會被拋出意外。連接點是應用程式提供給切面插入的地方，可以添加新的方法。比如以上我們的切點可以認為是findInfo(String)方法。
3）advice（處理邏輯）：advice是我們切面功能的實現，它通知程式新的行為。如在logging裡，logging advice包括logging的實現代碼，比如像寫日誌到一個檔案中。advice在jointpoint處插入到應用程式中。以上我們在MyHandler.java中實現了advice的功能
4）pointcut（切點）：pointcut可以控制你把哪些advice應用於jointpoint上去，通常你使用pointcuts通過Regex來把明顯的名字和模式進行匹配應用。決定了那個jointpoint會獲得通知。
5）introduction：允許添加新的方法和屬性到類中。
6）target（目標類）：是指那些將使用advice的類，一般是指獨立的那些商務模型。比如以上的StudentInfoServiceImpl.

7)proxy（代理類）：使用了proxy的模式。是指應用了advice的對象，看起來和target對象很相似。
8）weaving(插入）：是指應用aspects到一個target對象建立proxy對象的過程：complie time，classload time，runtime