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淺談Android面向切面編程(AOP)

2019-10-22 18:23:03
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來源:轉載
供稿:網友

一、簡述

1、AOP的概念

如果你用java做過后臺開發,那么你一定知道AOP這個概念。如果不知道也無妨,套用百度百科的介紹,也能讓你明白這玩意是干什么的:

AOP為Aspect Oriented Programming的縮寫,意為:面向切面編程,通過預編譯方式和運行期動態代理實現程序功能的統一維護的一種技術。AOP是OOP的延續,是軟件開發中的一個熱點,也是Spring框架中的一個重要內容,是函數式編程的一種衍生范型。利用AOP可以對業務邏輯的各個部分進行隔離,從而使得業務邏輯各部分之間的耦合度降低,提高程序的可重用性,同時提高了開發的效率。

2、項目場景

項目開發過程中,可能會有這樣的需求,需要我們在方法執行完成后,記錄日志(后臺開發中比較常見~),或是計算這個方法的執行時間,在不使用AOP的情況下,我們可以在方法最后調用另一個專門記錄日志的方法,或是在方法體的首尾分別獲取時間,然后通過計算時間差來計算整個方法執行所消耗的時間,這樣也可以完成需求。那如果不只一個方法要這么玩怎么辦?每個方法都寫上一段相同的代碼嗎?后期處理邏輯變了要怎么辦?最后老板說這功能不要了我們還得一個個刪除?

很明顯,這是不可能的,我們不僅僅是代碼的搬運工,我們還是有思考能力的軟件開發工程師。這么low的做法絕對不干,這種問題我們完全可以用AOP來解決,不就是在方法前和方法后插入一段代碼嗎?AOP分分鐘搞定。

3、AOP的實現方式

要注意了,AOP僅僅只是個概念,實現它的方式(工具和庫)有以下幾種:

  1. AspectJ: 一個 JavaTM 語言的面向切面編程的無縫擴展(適用Android)。
  2. Javassist for Android: 用于字節碼操作的知名 java 類庫 Javassist 的 Android 平臺移植版。
  3. DexMaker: Dalvik 虛擬機上,在編譯期或者運行時生成代碼的 Java API。
  4. ASMDEX: 一個類似 ASM 的字節碼操作庫,運行在Android平臺,操作Dex字節碼。

本篇的主角就是AspectJ,下面就來看看AspectJ方式的AOP如何在Android開發中進行使用吧。

二、AspectJ的引入

對于eclipse與Android Studio的引入是不一樣的,本篇只介紹Android Studio如何引入AspectJ,eclipse請自行百度。Android Studio需要在app模塊的build.gradle文件中引入,總共分為3個步驟:

1)添加核心依賴

dependencies {  ...  compile 'org.aspectj:aspectjrt:1.8.9'}

2)編寫gradle編譯腳本

buildscript {  repositories {    mavenCentral()  }  dependencies {    classpath 'org.aspectj:aspectjtools:1.8.9'    classpath 'org.aspectj:aspectjweaver:1.8.9'  }}

AspectJ需要依賴maven倉庫。

3)添加gradle任務

dependencies {  ...}// 貼上面那段沒用的代碼是為了說明:下面的任務代碼與dependencies同級import org.aspectj.bridge.IMessageimport org.aspectj.bridge.MessageHandlerimport org.aspectj.tools.ajc.Mainfinal def log = project.loggerfinal def variants = project.android.applicationVariantsvariants.all { variant ->  if (!variant.buildType.isDebuggable()) {    log.debug("Skipping non-debuggable build type '${variant.buildType.name}'.")    return;  }  JavaCompile javaCompile = variant.javaCompile  javaCompile.doLast {    String[] args = ["-showWeaveInfo",             "-1.8",             "-inpath", javaCompile.destinationDir.toString(),             "-aspectpath", javaCompile.classpath.asPath,             "-d", javaCompile.destinationDir.toString(),             "-classpath", javaCompile.classpath.asPath,             "-bootclasspath", project.android.bootClasspath.join(File.pathSeparator)]    log.debug "ajc args: " + Arrays.toString(args)    MessageHandler handler = new MessageHandler(true);    new Main().run(args, handler);    for (IMessage message : handler.getMessages(null, true)) {      switch (message.getKind()) {        case IMessage.ABORT:        case IMessage.ERROR:        case IMessage.FAIL:          log.error message.message, message.thrown          break;        case IMessage.WARNING:          log.warn message.message, message.thrown          break;        case IMessage.INFO:          log.info message.message, message.thrown          break;        case IMessage.DEBUG:          log.debug message.message, message.thrown          break;      }    }  }}

直接粘貼到build.gradle文件的末尾即可,不要嵌套在別的指令中。

三、AOP的基本知識

在使用AspectJ之前,還是需要先介紹下AOP的基本知識,熟悉的看官可以跳過這部分。

1、AOP術語

  1. 通知、增強處理(Advice):就是你想要的功能,也就是上面說的日志、耗時計算等。
  2. 連接點(JoinPoint):允許你通知(Advice)的地方,那可就真多了,基本每個方法的前、后(兩者都有也行),或拋出異常是時都可以是連接點(spring只支持方法連接點)。AspectJ還可以讓你在構造器或屬性注入時都行,不過一般情況下不會這么做,只要記住,和方法有關的前前后后都是連接點。
  3. 切入點(Pointcut):上面說的連接點的基礎上,來定義切入點,你的一個類里,有15個方法,那就有十幾個連接點了對吧,但是你并不想在所有方法附件都使用通知(使用叫織入,下面再說),你只是想讓其中幾個,在調用這幾個方法之前、之后或者拋出異常時干點什么,那么就用切入點來定義這幾個方法,讓切點來篩選連接點,選中那幾個你想要的方法。
  4. 切面(Aspect):切面是通知和切入點的結合。現在發現了吧,沒連接點什么事,連接點就是為了讓你好理解切點搞出來的,明白這個概念就行了。通知說明了干什么和什么時候干(什么時候通過before,after,around等AOP注解就能知道),而切入點說明了在哪干(指定到底是哪個方法),這就是一個完整的切面定義。
  5. 織入(weaving) 把切面應用到目標對象來創建新的代理對象的過程。
  6. 引入(introduction) 允許我們向現有的類添加新方法屬性。這不就是把切面(也就是新方法屬性:通知定義的)用到目標類中嗎
  7. 目標(target) 引入中所提到的目標類,也就是要被通知的對象,也就是真正的業務邏輯,他可以在毫不知情的情況下,被咋們織入切面。二自己專注于業務本身的邏輯。
  8. 代理(proxy) 怎么實現整套AOP機制的,都是通過代理,這個一會兒給細說。
  9. 目標對象 – 項目原始的Java組件。
  10. AOP代理  – 由AOP框架生成java對象。
  11. AOP代理方法 = advice + 目標對象的方法。

2、AOP注解與使用

  1. @Aspect:聲明切面,標記類
  2. @Pointcut(切點表達式):定義切點,標記方法
  3. @Before(切點表達式):前置通知,切點之前執行
  4. @Around(切點表達式):環繞通知,切點前后執行
  5. @After(切點表達式):后置通知,切點之后執行
  6. @AfterReturning(切點表達式):返回通知,切點方法返回結果之后執行
  7. @AfterThrowing(切點表達式):異常通知,切點拋出異常時執行
  8. @Pointcut、@Before、@Around、@After、@AfterReturning、@AfterThrowing需要在切面類中使用,即在使用@Aspect的類中。

1)切點表達式是什么?

這就是切點表達式:execution (* com.lqr..*.*(..))。切點表達式的組成如下:

execution(<修飾符模式>? <返回類型模式> <方法名模式>(<參數模式>) <異常模式>?)
除了返回類型模式、方法名模式和參數模式外,其它項都是可選的。

修飾符模式指的是public、private、protected,異常模式指的是NullPointException等。

對于切點表達式的理解不是本篇重點,下面列出幾個例子說明一下就好了:

@Before("execution(public * *(..))")public void before(JoinPoint point) {  System.out.println("CSDN_LQR");}

匹配所有public方法,在方法執行之前打印"CSDN_LQR"。

@Around("execution(* *to(..))")public void around(ProceedingJoinPoint joinPoint) {  System.out.println("CSDN");  joinPoint.proceed();  System.out.println("LQR");}

匹配所有以"to"結尾的方法,在方法執行之前打印"CSDN",在方法執行之后打印"LQR"。

@After("execution(* com.lqr..*to(..))")public void after(JoinPoint point) {  System.out.println("CSDN_LQR");}

匹配com.lqr包下及其子包中以"to"結尾的方法,在方法執行之后打印"CSDN_LQR"。

@AfterReturning("execution(int com.lqr.*(..))")public void afterReturning(JoinPoint point, Object returnValue) {  System.out.println("CSDN_LQR");}

匹配com.lqr包下所有返回類型是int的方法,在方法返回結果之后打印"CSDN_LQR"。

@AfterThrowing(value = "execution(* com.lqr..*(..))", throwing = "ex")public void afterThrowing(Throwable ex) {  System.out.println("ex = " + ex.getMessage());}

匹配com.lqr包及其子包中的所有方法,當方法拋出異常時,打印"ex = 報錯信息"。

2)@Pointcut的使用

@Pointcut是專門用來定義切點的,讓切點表達式可以復用。

你可能需要在切點執行之前和切點報出異常時做些動作(如:出錯時記錄日志),可以這么做:

@Before("execution(* com.lqr..*(..))")public void before(JoinPoint point) {  System.out.println("CSDN_LQR");}@AfterThrowing(value = "execution(* com.lqr..*(..))", throwing = "ex")public void afterThrowing(Throwable ex) {  System.out.println("記錄日志");}

可以看到,表達式是一樣的,那要怎么重用這個表達式呢?這就需要用到@Pointcut注解了,@Pointcut注解是注解在一個空方法上的,如:

@Pointcut("execution(* com.lqr..*(..))")public void pointcut() {}

這時,"pointcut()"就等價于"execution(* com.lqr..*(..))",那么上面的代碼就可以這么改了:

@Before("pointcut()")public void before(JoinPoint point) {  System.out.println("CSDN_LQR");}@AfterThrowing(value = "pointcut()", throwing = "ex")public void afterThrowing(Throwable ex) {  System.out.println("記錄日志");}

四、實戰

經過上面的學習,下面是時候實戰一下了,這里我們來一個簡單的例子。

1、切點

這是界面上一個按鈕的點擊事件,就是一個簡單的方法而已,我們拿它來試刀。

public void test(View view) {  System.out.println("Hello, I am CSDN_LQR");}

2、切面類

要織入一段代碼到目標類方法的前前后后,必須要有一個切面類,下面就是切面類的代碼:

@Aspectpublic class TestAnnoAspect {  @Pointcut("execution(* com.lqr.androidaopdemo.MainActivity.test(..))")  public void pointcut() {  }    @Before("pointcut()")  public void before(JoinPoint point) {    System.out.println("@Before");  }  @Around("pointcut()")  public void around(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {    System.out.println("@Around");  }  @After("pointcut()")  public void after(JoinPoint point) {    System.out.println("@After");  }  @AfterReturning("pointcut()")  public void afterReturning(JoinPoint point, Object returnValue) {    System.out.println("@AfterReturning");  }  @AfterThrowing(value = "pointcut()", throwing = "ex")  public void afterThrowing(Throwable ex) {    System.out.println("@afterThrowing");    System.out.println("ex = " + ex.getMessage());  }}

3、各通知的執行結果

先來試試看,這幾個注解的執行結果如何。

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不對啊,按鈕的點擊事件中有打印"Hello, I am CSDN_LQR"的,這里沒有,怎么肥事?

這里因為@Around環繞通知會攔截原方法內容的執行,我們需要手動放行才可以。代碼修改如下:

@Around("pointcut()")public void around(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {  System.out.println("@Around");  joinPoint.proceed();// 目標方法執行完畢}

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也不對啊,少了一個@AfterThrowing通知。這個通知只有在切點拋出異常時才會執行,我們可以讓代碼出現一個簡單的運行時異常:

public void test(View view) {  System.out.println("Hello, I am CSDN_LQR");  int a = 1 / 0;}

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這下@AfterThrowing通知確實被調用了,而且也打印出了錯誤信息(divide by zero)。但@AfterReturning通知反而不執行了,原因很簡單,都拋出異常了,切點肯定是不能返回結果的。也就是說:@AfterThrowing通知與@AfterReturning通知是沖突的,在同個切點上不可能同時出現。

4、方法耗時計算的實現

因為@Around是環繞通知,可以在切點的前后分別執行一些操作,AspectJ為了能肯定操作是在切點前還是在切點后,所以在@Around通知中需要手動執行joinPoint.proceed()來確定切點已經執行,故在joinPoint.proceed()之前的代碼會在切點執行前執行,在joinPoint.proceed()之后的代碼會切點執行后執行。于是,方法耗時計算的實現就是這么簡單:

@Around("pointcut()")public void around(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {  long beginTime = SystemClock.currentThreadTimeMillis();  joinPoint.proceed();  long endTime = SystemClock.currentThreadTimeMillis();  long dx = endTime - beginTime;  System.out.println("耗時:" + dx + "ms");}

5、JoinPoint的作用

發現沒有,上面所有的通知都會至少攜帶一個JointPoint參數,這個參數包含了切點的所有信息,下面就結合按鈕的點擊事件方法test()來解釋joinPoint能獲取到的方法信息有哪些:

MethodSignature signature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();String name = signature.getName(); // 方法名:testMethod method = signature.getMethod(); // 方法:public void com.lqr.androidaopdemo.MainActivity.test(android.view.View)Class returnType = signature.getReturnType(); // 返回值類型:voidClass declaringType = signature.getDeclaringType(); // 方法所在類名:MainActivityString[] parameterNames = signature.getParameterNames(); // 參數名:viewClass[] parameterTypes = signature.getParameterTypes(); // 參數類型:View

6、注解切點

前面的切點表達式結構是這樣的:

execution(<修飾符模式>? <返回類型模式> <方法名模式>(<參數模式>) <異常模式>?)

但實際上,上面的切點表達式結構并不完整,應該是這樣的:

execution(<@注解類型模式>? <修飾符模式>? <返回類型模式> <方法名模式>(<參數模式>) <異常模式>?)

這就意味著,切點可以用注解來標記了。

1)自定義注解

如果用注解來標記切點,一般會使用自定義注解,方便我們拓展。

@Target(ElementType.METHOD)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface TestAnnoTrace {  String value();  int type();}

@Target(ElementType.METHOD):表示該注解只能注解在方法上。如果想類和方法都可以用,那可以這么寫:@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE}),依此類推。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME):表示該注解在程序運行時是可見的(還有SOURCE、CLASS分別指定注解對于那個級別是可見的,一般都是用RUNTIME)。

其中的value和type是自己拓展的屬性,方便存儲一些額外的信息。

2)使用自定義注解標記切點

這個自定義注解只能注解在方法上(構造方法除外,構造方法也叫構造器,需要使用ElementType.CONSTRUCTOR),像平常使用其它注解一樣使用它即可:

@TestAnnoTrace(value = "lqr_test", type = 1)public void test(View view) {  System.out.println("Hello, I am CSDN_LQR");}

3)注解的切點表達式

既然用注解來標記切點,那么切點表達式肯定是有所不同的,要這么寫:

@Pointcut("execution(@com.lqr.androidaopdemo.TestAnnoTrace * *(..))")public void pointcut() {}

切點表達式使用注解,一定是@+注解全路徑,如:@com.lqr.androidaopdemo.TestAnnoTrace。

親測可用 ,不貼圖了。

4)獲取注解屬性值

上面在編寫自定義注解時就聲明了兩個屬性,分別是value和type,而且在使用該注解時也都為之賦值了,那怎么在通知中獲取這兩個屬性值呢?還記得JoinPoint這個參數吧,它就可以獲取到注解中的屬性值,如下所示:

MethodSignature signature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();Method method = signature.getMethod();// 通過Method對象得到切點上的注解TestAnnoTrace annotation = method.getAnnotation(TestAnnoTrace.class);String value = annotation.value();int type = annotation.type();

最后貼下Demo地址:https://github.com/GitLqr/AndroidAopDemo

以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支持VEVB武林網。


注:相關教程知識閱讀請移步到Android開發頻道。
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