day08-AOP-01

来源:https://www.cnblogs.com/liyuelian/archive/2023/01/23/17065659.html
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AOP

1.官方文檔

AOP講解：下載的spring文件-->spring-framework-5.3.8/docs/reference/html/core.html#aop

AOP APIs：下載的spring文件-->spring-framework-5.3.8/docs/reference/html/core.html#aop-api

2.動態代理

2.1案例說明

需求說明：

  1. 有Vehicle（交通工具介面，有一個run方法），下麵有兩個實現類Car，Ship

  2. 當運行Car對象的run()方法和Ship對象的run()方法時，輸出如下內容，註意觀察前後有統一的輸出。

    image-20230123170808933 image-20230123170808933

  3. 請思考如何完成？

2.2傳統方式解決

Vehicle介面：

package com.li.proxy;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 * 介面，定義了run方法
 */
public interface Vehicle {
    public void run();
}

Ship類，實現Vehicle介面：

package com.li.proxy;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
public class Ship implements Vehicle {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("交通工具開始運行了...");
        System.out.println("大輪船在水上 running...");
        System.out.println("交通工具停止運行了...");
    }
}

Car類，實現Vehicle介面：

package com.li.proxy;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
public class Car implements Vehicle {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("交通工具開始運行了...");
        System.out.println("小汽車在公路 running...");
        System.out.println("交通工具停止運行了...");
    }
}

TestVehicle測試類：

package com.li.proxy;

import org.testng.annotations.Test;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
public class TestVehicle {
    @Test
    public void run() {
        Vehicle vehicle = new Car();//Vehicle vehicle = new Ship();
        vehicle.run();//動態綁定，根據實際運行類型調用run方法
    }
}
image-20230123173613218

上面的方式，代碼冗餘，其實就是單個對象的調用，並沒有很好的解決問題。

2.3動態代理方式解決

解決思路：在調用方法的時候，使用反射機制，根據方法去決定調用哪個對象方法

Vehicle介面不變：

package com.li.proxy;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 * 介面，定義了run方法
 */
public interface Vehicle {
    public void run();
}

Ship：

package com.li.proxy;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
public class Ship implements Vehicle {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("大輪船在水上 running...");
    }
}

Car：

package com.li.proxy;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
public class Car implements Vehicle {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("小汽車在公路 running...");
    }
}

創建VehicleProxyProvider，該類返回一個代理對象：

package com.li.proxy;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 * VehicleProxyProvider類可以返回一個代理對象
 */
public class VehicleProxyProvider {
    //定義一個屬性
    //target_vehicle 表示真正要執行的對象
    //要求該對象的類實現了Vehicle介面
    private Vehicle target_vehicle;

    //構造器
    public VehicleProxyProvider(Vehicle target_vehicle) {
        this.target_vehicle = target_vehicle;
    }


    //編寫一個方法，可以返回一個代理對象
    public Vehicle getProxy() {
        //(1)得到類載入器
        ClassLoader classLoader =
                target_vehicle.getClass().getClassLoader();

        //(2)得到要代理的對象/被執行的對象 的介面信息，底層通過介面來完成調用
        Class<?>[] interfaces = target_vehicle.getClass().getInterfaces();

        //(3)創建一個調用處理對象
        /**
         *   public interface InvocationHandler {
         *      public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
         *      throws Throwable;
         *   }
         *   invoke 方法在將來執行我們的 target_vehicle的方法時，會調用到
         */
        //如上，因為InvocationHandler是介面，不能直接實例化
        // 以匿名內部類的方式來獲取 InvocationHandler 對象
        //這個對象有一個方法:invoke, 到時可以通過反射，動態調用目標對象的方法
        InvocationHandler invocationHandler = new InvocationHandler() {
            /**
             * invoke()方法，在將來執行我們的target_vehicle的方法時會調用到
             * @param proxy 表示代理對象
             * @param method 就是通過代理對象調用方法時，的哪個方法
             * @param args 表示調用代理對象的方法時，傳入方法的參數
             * @return 表示代理對象.方法(xx) 執行後的結果
             * @throws Throwable
             */
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                System.out.println("交通工具開始運行了...");
                //這個地方的方法,就是你調用時動態傳入的,可能是 run , 可能是 hi 等
                Object result = method.invoke(target_vehicle, args);
                System.out.println("交通工具停止運行了...");
                return result;
            }
        };

        /*(4)
          public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                                    Class<?>[] interfaces,
                                                    InvocationHandler h)
          1.Proxy.newProxyInstance() 可以返回一個代理對象
          2.ClassLoader loader ：類載入器
          3.Class<?>[] interfaces：要代理的對象的介面信息
          4.InvocationHandler h：調用處理器/對象，該對象有一個非常重要的方法-invoke
         */
        //將上面的 loader, interfaces, invocationHandler構建一個 Vehicle的代理對象.
        Vehicle proxy =
                (Vehicle) Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, invocationHandler);

        return proxy;
    }

}

TestVehicle測試類：

@Test
public void proxyRun(){
    //創建Ship對象
    Vehicle vehicle = new Ship();

    //創建VehicleProxyProvider對象，並且傳入要代理的對象
    VehicleProxyProvider vehicleProxyProvider = new VehicleProxyProvider(vehicle);

    //獲取代理對象，該對象可以代理執行方法
    //1.proxy 編譯類型是Vehicle
    //2.proxy 運行類型是 代理類型: class com.sun.proxy.$Proxy3
    Vehicle proxy = vehicleProxyProvider.getProxy();
    System.out.println("proxy 的運行類型是="+proxy.getClass());

    proxy.run();
}
image-20230123184229401

2.4動態代理機制debug

如上所示，當執行proxy.run();時，成功輸出了目標信息，那麼代碼是怎麼執行到代理對象的invoke方法上的？

image-20230123185920781

1.在proxy.run();旁打上斷點，點擊step into，游標跳轉至VehicleProxyProvider的invoke方法：

image-20230123190225615

2.點擊step over，游標跳轉到下一行，此時method，target_vehicle代表了什麼？

image-20230123191254182 image-20230123193834072

如上，此時的method就是我們Vehicle介面中的run方法，target_vehicle對象的實際運行類型是Ship，因為我們沒有傳值進去所以args為null。

3.在這行點擊step into，進入invoke方法的源碼，點擊step over跳到return ma.invoke(obj, args);：

image-20230123194558675

在這行點擊step into：

image-20230123194851798

可以看到，底層最終執行了invoke0()方法：

image-20230123195041084

這裡可以發現method 就是Vehicle的run方法，該方法會通過動態綁定，根據實際運行對象的類型（在這裡即Ship），調用Ship中的run方法；var2就是我們調用代理對象的方法時傳入的參數，這裡為null：

image-20230123195220582

4.在這行再次點擊step into，可以看到游標跳轉到了Ship對象的run方法中，此時調用了Ship中的run方法：

image-20230123195616219

5.點擊step over，因為底層代碼執行完畢。游標層層返回到之前的method.invoke(target_vehicle,args)語句：

image-20230123195841465

6.因為Ship的run方法返回void，因此result的值為null：

image-20230123200609276

7.當執行到return result;時，相當於使用代理對象執行run方法執行完畢，因此返回上一層：

image-20230123200844246

至此，總體的流程就執行完畢了。

總結梳理：

1.proxy的編譯類型是Vehicle，因此可以調用run方法；proxy的運行類型是class com.sun.proxy.$Proxy3，所以當執行run方法時會執行到代理對象的invoke方法

2.invoke 方法使用反射機制來調用 run()方法（註意這個 run 方法也可以是Vehicle 的其它方法），這時就可以在調用 run()方法前，進行前置處理和後置處理

image-20230123210027227

3.也就是說 proxy 的 target_vehicle 運行類型只要是實現了 Vehicle 介面，就可以去調用不同的方法，是動態的，變化的，底層就是使用反射完成的。

3.動態代理練習

3.1案例說明

需求說明：

有一個SmartAnimal介面，可以完成簡單的加減法，要求在執行getSum()和getSub()時，輸出執行前、執行過程、執行後的日誌輸出(參考如下)，請思考如何實現

方法執行開始-日誌-方法名-getSub-參數 [10.0, 2.0]
方法內部列印 result = 8.0
方法執行正常結束-日誌-方法名-getSub-結果 result= 8.0
//可能的異常信息
方法最終結束-日誌-方法名-getSub//finally的輸出
======================
方法執行開始-日誌-方法名-getSum-參數 [10.0, 2.0]
方法內部列印 result = 12.0
方法執行正常結束-日誌-方法名-getSum-結果 result= 12.0
//可能的異常信息
方法最終結束-日誌-方法名-getSum//finally的輸出
  1. 請使用傳統方法完成
  2. 請使用動態代理方式完成，並要求考慮代理對象調用方法（底層是反射調用）時，可能出現的異常

3.2傳統方式解決

SmartAnimal介面：

package com.li.aop.proxy2;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
public interface SmartAnimal {
    //求和
    float getSum(float a, float b);

    //求差
    float getSub(float a, float b);
}

SmartCat類實現介面SmartAnimal：

package com.li.aop.proxy2;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
public class SmartCat implements SmartAnimal {
    @Override
    public float getSum(float a, float b) {
        System.out.println("日誌-方法名-getSum-參數 " + a + " " + b);
        float result = a + b;
        System.out.println("方法內部列印 result = " + result);
        System.out.println("日誌-方法名-getSum-結果result= " + result);
        return result;
    }

    @Override
    public float getSub(float a, float b) {
        System.out.println("日誌-方法名-getSub-參數 " + a + " " + b);
        float result = a - b;
        System.out.println("方法內部列印 result = " + result);
        System.out.println("日誌-方法名-getSub-結果result= " + result);
        return result;
    }
}

AopTest測試類：

package com.li.aop.proxy2;

import org.testng.annotations.Test;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
public class AopTest {
    @Test
    public void testSmartAnimal() {
        SmartAnimal smartAnimal = new SmartCat();
        smartAnimal.getSum(10, 2);
        System.out.println("=======================");
        smartAnimal.getSub(10, 2);
    }
}
image-20230123221336974

傳統方法的特點：

優點：實現簡單直接

缺點：日誌代碼維護不方便，代碼復用性差

解決思路：

  1. 使用動態代理來更好地處理日誌記錄問題
  2. 其他比如封裝函數，或者類的繼承在這裡都不是特別合適

3.3動態代理方法解決

SmartAnimal介面不變。

SmartDog實現SmartAnimal介面：

package com.li.aop.proxy2;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
public class SmartDog implements SmartAnimal {
    @Override
    public float getSum(float a, float b) {
        float result = a + b;
        System.out.println("方法內部列印 result = " + result);
        return result;
    }

    @Override
    public float getSub(float a, float b) {
        float result = a - b;
        System.out.println("方法內部列印 result = " + result);
        return result;
    }
}

MyProxyProvider類：

package com.li.aop.proxy2;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.util.Arrays;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 * 返回一個動態代理對象，可以執行被代理的對象的方法
 */
public class MyProxyProvider {

    //定義要執行的目標對象，該對象需要實現 SmartAnimal介面
    private SmartAnimal target_animal;

    //構造器
    public MyProxyProvider(SmartAnimal target_animal) {
        this.target_animal = target_animal;
    }

    //定義方法返回代理對象，該代理對象可以執行目標對象
    public SmartAnimal getProxy() {
        //(1)先得到類載入器對象
        ClassLoader classLoader = target_animal.getClass().getClassLoader();
        //(2)得到要執行的目標對象的介面信息
        Class<?>[] interfaces = target_animal.getClass().getInterfaces();
        //(3)使用匿名內部類 創建 InvocationHandler對象
        InvocationHandler invocationHandler = new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                Object result = null;
                try {
                    System.out.println("方法執行開始-日誌-方法名-" + method.getName() +
                            "-參數 " + Arrays.toString(args));//這裡從AOP的角度看，就是一個橫切關註點-前置通知
                    //使用反射真正調用方法
                    result = method.invoke(target_animal, args);
                    System.out.println("方法執行正常結束-日誌-方法名-" + method.getName()
                            + "-結果 result = " + result);//也是一個橫切關註點-返回通知
                } catch (Exception e) {
                    //如果反射出現異常，就會進入到catch塊
                    System.out.println("方法執行異常-日誌-方法名" + method.getName()
                            + "-異常類型=" + e.getClass().getName());//也是一個橫切關註點-異常通知
                    e.printStackTrace();
                } finally {//無論是否出現異常，最終都會執行到 finally{}
                    //也是一個橫切關註點-最終通知
                    System.out.println("方法最終結束-日誌-方法名-" + method.getName());
                }
                return result;
            }
        };

        //(4)創建代理對象
        SmartAnimal proxy = (SmartAnimal) Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, invocationHandler);
        return proxy;
    }
}

測試方法：

@Test
public void testSmartAnimal() {
    SmartAnimal smartAnimal = new SmartDog();
    
    MyProxyProvider myProxyProvider
            = new MyProxyProvider(smartAnimal);
    
    SmartAnimal proxy = myProxyProvider.getProxy();
    
    proxy.getSum(10, 2);
    System.out.println("=======================");
    proxy.getSub(10, 2);

}
image-20230123224133941

3.4問題提出

在MyProxyProvider類中，我們的輸出語句功能比較弱，在實際開發中，我們希望是以一個方法的形式，嵌入到真正執行的目標方法前，怎麼辦？

image-20230123225502663
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