求求你，下次面試別再問我什麼是 Spring AOP 和代理了！
作者 | 倪升武
責編 | 胡巍巍
我們知道，Spring 中 AOP 是一大核心技術，也是面試中經常會被問到的問題，最近我在網上也看到很多面試題，其中和 Spring AOP 相關的就有不少，這篇文章主要來總結下相關的技術點，希望對大家有用。
幾個常見的問題
針對這一塊的東西，一般下面幾個問題面試官問的比較多：
* Spring AOP用的是哪種設計模式？
* 談談你對代理模式的理解？
* 靜態代理和動態代理有什麼區別？
* 如何實現動態代理？
* Spring AOP中用的是哪種代理技術？
如果這些問題都能回答的很流暢的話，說明對代理這一塊的基本知識有一定的瞭解了。因為我們在實際開發中，寫業務程式碼會更多，所以這一塊的東西，大部分人可能知道個一二，但是如果讓他們很有條理的表達出來，可能就不那麼容易了。
什麼是 Spring AOP？
一般面試官問到這個問題，面試者基本上都會回答：AOP 就是面向切面程式設計。其實這真的是句廢話，這麼回答真的沒有任何意義。
或許你可以給面試官舉個例子：歌星都有好多助理，歌星最重要的一件事就是唱歌，其他事他不用關注，比如唱歌前可能需要和其他人談合作，還要佈置場地，唱歌后還要收錢等等，這些統統交給他對應的助理去做。
也許哪一天，這個歌星做慈善，免費唱歌了，不收錢了，那麼就可以把收錢這個助力給辭退了。這就是 AOP，每個人各司其職，靈活組合，達到一種可配置的、可插拔的程式結構。AOP 的實現原理就是代理模式。
在程式中也是如此，通過代理，可以詳細控制訪問某個或者某類物件的方法，在呼叫這個方法前做前置處理，呼叫這個方法後做後置處理。
什麼是代理模式？
代理模式的核心作用就是通過代理，控制對物件的訪問。它的設計思路是：定義一個抽象角色，讓代理角色和真實角色分別去實現它。
真實角色：實現抽象角色，定義真實角色所要實現的業務邏輯，供代理角色呼叫。它只關注真正的業務邏輯，比如歌星唱歌。
代理角色：實現抽象角色，是真實角色的代理，通過真實角色的業務邏輯方法來實現抽象方法，並在前後可以附加自己的操作，比如談合同，佈置場地，收錢等等。
這就是代理模式的設計思路。代理模式分為靜態代理和動態代理。靜態代理是我們自己建立一個代理類，而動態代理是程式自動幫我們生成一個代理，我們就不用管了。下面我詳細介紹一下這兩種代理模式。
靜態代理模式
就舉明星唱歌這個例子，根據上面提供的設計思路，首先我們需要建立明星這個抽象角色：
/**
* 明星介面類
* @author shengwu ni
* @date 2018-12-07
*/
public interface Star {
/**
* 唱歌方法
*/
void sing();
}
靜態代理需要建立真實角色和代理角色，分別實現唱歌這個介面，真實角色很簡單，直接實現即可，因為真實角色的主要任務就是唱歌。
/**
* 真實明星類
* @author shengwu ni
* @date 2018-12-08
*/
public class RealStar implements Star {
public void sing() {
System.out.println("明星本人開始唱歌……");
}
}
代理類就需要做點工作了，我們思考一下，代理只是在明星唱歌前後做一些準備和收尾的事，唱歌這件事還得明星親自上陣，代理做不了。所以代理類裡面是肯定要將真實的物件傳進來。有了思路，我們將代理類寫出來。
/**
* 明星的靜態代理類
*
* @author shengwu ni
* @date 2018-12-08
*/
public class ProxyStar implements Star {
/**
* 接收真實的明星物件
*/
private Star star;
/**
* 通過構造方法傳進來真實的明星物件
* @param star star
*/
public ProxyStar(Star star) {
this.star = star;
}
public void sing() {
System.out.println("代理先進行談判……");
// 唱歌只能明星自己唱
this.star.sing();
System.out.println("演出完代理去收錢……");
}
}
這樣的話，邏輯就非常清晰了。在代理類中，可以看到，維護了一個Star物件，通過構造方法傳進來一個真實的Star物件給其賦值，然後在唱歌這個方法裡，使用真實物件來唱歌。所以說面談、收錢都是由代理物件來實現的，唱歌是代理物件讓真實物件來做。下面寫個客戶端測試下。
/**
* 測試客戶端
* @author shengwu ni
* @date 2018-12-08
*/
public class Client {
/**
* 測試靜態代理結果
* @param args args
*/
public static void main(String[] args) {
Star realStar = new RealStar();
Star proxy = new ProxyStar(realStar);
proxy.sing();
}
}
讀者可以自己執行下結果，靜態代理比較簡單。動態代理比靜態代理使用的更廣泛，動態代理在本質上，代理類不用我們來管，我們完全交給工具去生成代理類即可。動態代理一般有兩種方式：JDK 動態代理和 CGLIB 動態代理。
JDK 動態代理
既然動態代理不需要我們去建立代理類，那我們只需要編寫一個動態處理器就可以了。真正的代理物件由 JDK 在執行時為我們動態的來建立。
/**
* 動態代理處理類
*
* @author shengwu ni
* @date 2018-12-08
*/
public class JdkProxyHandler {
/**
* 用來接收真實明星物件
*/
private Object realStar;
/**
* 通過構造方法傳進來真實的明星物件
*
* @param star star
*/
public JdkProxyHandler(Star star) {
super();
this.realStar = star;
}
/**
* 給真實物件生成一個代理物件例項
*
* @return Object
*/
public Object getProxyInstance() {
return Proxy.newProxyInstance(realStar.getClass().getClassLoader(),
realStar.getClass().getInterfaces(), (proxy, method, args) -> {
System.out.println("代理先進行談判……");
// 唱歌需要明星自己來唱
Object object = method.invoke(realStar, args);
System.out.println("演出完代理去收錢……");
return object;
});
}
}
這裡說一下 Proxy.newProxyInstance() 方法，該方法接收三個引數：第一個引數指定當前目標物件使用的類載入器,獲取載入器的方法是固定的；第二個引數指定目標物件實現的介面的型別；第三個引數指定動態處理器，執行目標物件的方法時,會觸發事件處理器的方法。網上針對第三個引數的寫法都是 new 一個匿名類來處理，我這直接用的 Java8 裡面的 lamda 表示式來寫的，都一樣。底層原理使用的是反射機制。接下來寫一個客戶端程式來測試下。
/**
* 測試客戶端
* @author shengwu ni
* @date 2018-12-08
*/
public class Client {
/**
* 測試JDK動態代理結果
* @param args args
*/
public static void main(String[] args) {
Star realStar = new RealStar();
// 建立一個代理物件例項
Star proxy = (Star) new JdkProxyHandler(realStar).getProxyInstance();
proxy.sing();
}
}
可以看出，建立一個真實的物件，送給 JdkProxyHandler 就可以建立一個代理物件了。
我們對 JDK 動態代理做一個簡單的總結：相對於靜態代理，JDK 動態代理大大減少了我們的開發任務，同時減少了對業務介面的依賴，降低了耦合度。JDK 動態代理是利用反射機制生成一個實現代理介面的匿名類，在呼叫具體方法前呼叫InvokeHandler 來處理。但是 JDK 動態代理有個缺憾，或者說特點：JDK 實現動態代理需要實現類通過介面定義業務方法。也就是說它始終無法擺脫僅支援 interface 代理的桎梏，因為它的設計就註定了這個遺憾。
CGLIB 動態代理
由上面的分析可知，JDK 實現動態代理需要實現類通過介面定義業務方法，那對於沒有介面的類，如何實現動態代理呢，這就需要 CGLIB 了。
CGLIB 採用了非常底層的位元組碼技術，其原理是通過位元組碼技術為一個類建立子類，並在子類中採用方法攔截的技術攔截所有父類方法的呼叫，順勢織入橫切邏輯。但因為採用的是繼承，所以不能對final修飾的類進行代理。我們來寫一個 CBLIB 代理類。
/**
* cglib代理處理類
* @author shengwu ni
* @date 2018-12-08
*/
public class CglibProxyHandler implements MethodInterceptor {
/**
* 維護目標物件
*/
private Object target;
public Object getProxyInstance(final Object target) {
this.target = target;
// Enhancer類是CGLIB中的一個位元組碼增強器，它可以方便的對你想要處理的類進行擴充套件
Enhancer enhancer = new Enhancer();
// 將被代理的物件設定成父類
enhancer.setSuperclass(this.target.getClass());
// 回撥方法，設定攔截器
enhancer.setCallback(this);
// 動態建立一個代理類
return enhancer.create();
}
public Object intercept(Object object, Method method, Object[] args,
MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
System.out.println("代理先進行談判……");
// 唱歌需要明星自己來唱
Object result = methodProxy.invokeSuper(object, args);
System.out.println("演出完代理去收錢……");
return result;
}
}
使用 CGLIB 需要實現 MethodInterceptor 介面，並重寫intercept 方法，在該方法中對原始要執行的方法前後做增強處理。該類的代理物件可以使用程式碼中的位元組碼增強器來獲取。接下來寫個客戶端測試程式。
/**
* 測試客戶端
* @author shengwu ni
* @date 2018-12-08
*/
public class Client {
/**
* 測試Cglib動態代理結果
* @param args args
*/
public static void main(String[] args) {
Star realStar = new RealStar();
Star proxy = (Star) new CglibProxyHandler().getProxyInstance(realStar);
proxy.sing();
}
}
這個客戶端測試程式和 JDK 動態代理的邏輯一模一樣，所以也可以看出，代理模式中的動態代理，其實套路都是相同的，只是使用了不同的技術而已。
我們也對 CGLIB 動態代理做一下總結：CGLIB 建立的動態代理物件比 JDK 建立的動態代理物件的效能更高，但是 CGLIB 建立代理物件時所花費的時間卻比 JDK 多得多。所以對於單例的物件，因為無需頻繁建立物件，用 CGLIB 合適，反之使用JDK方式要更為合適一些。同時由於 CGLIB 由於是採用動態建立子類的方法，對於final修飾的方法無法進行代理。
當然了，不管是哪種動態代理技術，在上面的程式碼裡，要代理的類中可能不止一種方法，有時候我們需要對特定的方法進行增強處理，所以可以對傳入的 method 引數進行方法名的判斷，再做相應的處理。
Spring AOP 採用哪種代理？
JDK 動態代理和 CGLIB 動態代理均是實現 Spring AOP 的基礎。對於這一塊內容，面試官問的比較多，他們往往更想聽聽面試者是怎麼回答的，有沒有看過這一塊的原始碼等等。
針對於這一塊內容，我們看一下 Spring 5 中對應的原始碼是怎麼說的。
public class DefaultAopProxyFactory implements AopProxyFactory, Serializable {
public AopProxy createAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException {
if (config.isOptimize() || config.isProxyTargetClass() || hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config)) {
Class<?> targetClass = config.getTargetClass();
if (targetClass == null) {
throw new AopConfigException("TargetSource cannot determine target class: " +
"Either an interface or a target is required for proxy creation.");
}
// 判斷目標類是否是介面或者目標類是否Proxy型別，若是則使用JDK動態代理
if (targetClass.isInterface() || Proxy.isProxyClass(targetClass)) {
return new JdkDynamicAopProxy(config);
}
// 配置了使用CGLIB進行動態代理或者目標類沒有介面，那麼使用CGLIB的方式建立代理物件
return new ObjenesisCglibAopProxy(config);
}
else {
// 上面的三個方法沒有一個為true，那使用JDK的提供的代理方式生成代理物件
return new JdkDynamicAopProxy(config);
}
}
//其他方法略……
}
從上述原始碼片段可以看出，是否使用 CGLIB 是在程式碼中進行判斷的，判斷條件是 config.isOptimize()、config.isProxyTargetClass() 和 hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config)。
其中，config.isOptimize() 與 config.isProxyTargetClass()預設返回都是 false，這種情況下判斷結果就由hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config)的結果決定了。
簡單來說，hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config) 就是在判斷代理的物件是否有實現介面，有實現介面的話直接走 JDK 分支，即使用 JDK 的動態代理。
所以基本上可以總結出 Spring AOP 中的代理使用邏輯了：如果目標物件實現了介面，預設情況下會採用 JDK 的動態代理實現 AOP；如果目標物件沒有實現了介面，則採用 CGLIB 庫，Spring 會自動在 JDK 動態代理和 CGLIB 動態代理之間轉換。
當然，原始碼我也沒讀那麼深，暫且就只能寫到這，後面深入了，有新的見解再給大家分享。還記得文章開頭的幾個問題嗎？相信你讀到這裡，心中應該已經有了答案了。
如果覺得對自己有幫助，可以轉發給更多的夥伴們。
作者簡介：倪升武，CSDN 部落格專家，CSDN達人課作者。碩士畢業於同濟大學，曾先後就職於 eBay、愛奇藝、華為。目前在科大訊飛從事Java領域的軟體開發，他的世界不僅只有Coding。
宣告：本文為作者投稿，版權歸其個人所有。
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