一.aop概念。
AOP 和 OOP
面向对象的特点是继承
、多态
和封装
。为了符合单一职责的原则,OOP将功能分散到不同的对象
中去。让不同的类设计不同的方法,这样代码就分散到一个个的类中。可以降低代码的复杂程度,提高类的复用性。
但是OOP在分散代码的同时,也增加了代码的重复性
。例如,我们在两个类中,可能都需要在每个方法中做日志。按照OOP的设计方法,我们就必须在两个类的方法中都加入记录日志的内容。也许他们是完全相同的,但是因为OOP的设计让类与类之间无法联系,而不能将这些重复的代码统一起来。然而AOP就是为了解决这类问题而产生的,它是在运行时动态地将代码切入到类的指定方法、指定位置上的编程思想。
AOP只是一种思想
的统称,实现这种思想的方法有挺多。AOP通过预编译方式
和运行期动态代理
来实现程序功能的统一维护的一种技术。利用AOP可以对业务逻辑的各个部分进行隔离,从而使得业务逻辑各部分之间的耦合度降低,提高程序的可重用性,提高开发效率。
总结性的来说:AOP是一种:可以在不改变原来代码的基础上,通过“动态注入”代码,来改变原来执行结果的技术。
二.aop主要使用场景。
例如:
有这样一段代码:
private void doSomeWork() {
long startTime = System.currentTimeMillis();
//执行要做的事
long endTime = System.currentTimeMillis();
//记录该方法运行的时间
long duration = endTime - startTime;
}
private void doSomeWorkTwo() {
long startTime = System.currentTimeMillis();
//执行要做的事
long endTime = System.currentTimeMillis();
//记录该方法运行的时间
long duration = endTime - startTime;
}
doSomeWork()和doSomeWorkTwo()里面都要记录方法执行时间的代码,如果在两个方法中都写上记录时长的代码,不仅违背了单一职责的规则,而且使得代码非常的冗余。所以我们就可以使用AOP在这两个方法中动态的加入时间统计的代码。
主要使用场景包括:
- 数据统计
- 日志记录
- 用户行为统计
- 应用性能统计
- 数据校验
- 行为拦截
- 无侵入的在宿主中插入一些代码,
- 做日志埋点
- 性能监控
- 动态权限控制
- 代码调试
三.AOP代码注入分类
代码注入主要利用了Java的反射和注解机制,根据注解时机的不同,主要分为 编译时织入、 加载时织入、运行时织入。
3.1 编译时织入。
编译时织入是指在java编译期,采用特殊的编译器,将切面织入到java类当中去。
3.2类加载时织入(也属于编译时织入的一种)。
类加载时织入指的是通过特殊的类加载器,在字节码加载到JVM时,织入切面。
3.3运行时织入。
运行时织入指的是使用动态代理等方式在运行的时候进行织入(这可以说并不是真正的代码注入)。
四、AOP的几种实现方式
AOP仅仅只是个概念,就像是oop一样,是一种编程的思想。在Android中实现Aop主要有如下几种方式。
方法 | 作用时机 | 操作对象 | 优点 | 缺点 |
---|---|---|---|---|
APT | 编译期:还未编译为 class 时 | .java 文件 | 1. 可以织入所有类;2. 编译期代理,减少运行时消耗 | 1. 需要使用 apt 编译器编译;2. 需要手动拼接代理的代码(可以使用 Javapoet 弥补);3. 生成大量代理类 |
Javassist | 编译期:class 还未编译为 dex 时或运行时 | class 字节码 | 1. 减少了生成子类的开销;2. 直接操作修改编译后的字节码,直接绕过了java编译器,所以可以做很多突破限制的事情,例如,跨 dex 引用,解决热修复中 CLASS_ISPREVERIFIED 问题。 | 运行时加入切面逻辑,产生性能开销。 |
AspectJ | 编译期、加载时 | .java 文件 | 1.功能强大,除了 hook 之外,还可以为目标类添加变量,接口。也有抽象,继承等各种更高级的玩法。2.和Java语言无缝衔接的面向切面的编程的扩展工具(可用于Android)。 | 1. 不够轻量级;2. 定义的切点依赖编程语言,无法兼容Lambda语法;3. 无法织入第三方库;4. 会有一些兼容性问题,如:D8、Gradle 4.x等 |
动态代理 | 运行时 | - | 在运行期,目标类加载后,为接口动态生成代理类,将切面织入到代理类中 | - |
五.APT(annotation processing tool)
APT是一种处理编译器注解的工具,确切的说它是javac的一个工具,APT在代码编译期解析注解,并且生成新的 Java 文件,减少手动的代码输入。
作用:利用apt,我们可以找到源代中的注解,并根据注解做相应的处理。
根据注解,生成额外的源文件或其他文件。
编译生成的源文件和原来的源文件,一起生成class文件
利用APT,在编译时生成额外的代码,不会影响性能,只是影响项目构建的速度
这里我们说一下Android中使用apt的步骤,Android中开发自定义的apt学会两个库及一个类基本就足够了。
- JavaPoet API 这个库的主要作用就是帮助我们通过类调用的形式来生成代码,简单理解就是利用这个库可以生成额外的Java代码。具体的API可以去github上看下,写的很详细。这里不贴代码了。
- AutoService 这个库是Google开发的,主要的作用是注解 processor 类,并对其生成 META-INF 的配置信息。可以理解使用这个库之后编译的时候IDE会编译我们的Annotation处理器,只需要在自定义的Processor类上添加注释
@AutoService(Processor.class)
下面会用到。 - Processor类,我们自定义的Annotation处理器都需要实现该接口,Java为我们提供了一个抽象类实现了该接口的部分功能,我们自定义Annotation处理器的时候大部分只需要继承AbstractProcessor这个抽象类就行了。
JavaPoet的学习可以直接借鉴官方api,AutoService学习成本较低(只需要用里面一句代码而已,学习成本可以忽略)
六.JavaPoet
作用:
JavaPoet项目可以动态的生成Java文件,使用注解的时候假如需要生成新的Java文件就可以通过这个开源项目实现。
JavaPoet
导入依赖:
implementation 'com.squareup:javapoet:1.8.0'
也可以在开源项目处找到jar文件,下载下来,引入到项目中。
JavaPoet常用的类:
MethodSpec 代表一个构造函数或方法声明。
TypeSpec 代表一个类、借口或者枚举声明。
FieldSpec 代表一个成员变量,一个字段声明。
JavaFile 包含一个顶级类的Java文件。
生成一个简单的类:
public static void main(String[] args) {
ClassName activity = ClassName.get("android.app", "Activity");
TypeSpec.Builder mainActivityBuilder = TypeSpec.classBuilder("SecondActivity")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.superclass(activity);
ClassName override = ClassName.get("java.lang", "Override");
ClassName bundle = ClassName.get("android.os", "Bundle");
ClassName nullable = ClassName.get("android.support.annotation", "Nullable");
ParameterSpec savedInstanceState = ParameterSpec.builder(bundle, "savedInstanceState")
.addAnnotation(nullable)
.build();
MethodSpec onCreate = MethodSpec.methodBuilder("onCreate")
.addAnnotation(override)
.addModifiers(Modifier.PROTECTED)
.addParameter(savedInstanceState)
.addStatement("super.onCreate(savedInstanceState)")
.addStatement("setContentView(R.layout.activity_main)")
.build();
TypeSpec mainActivity = mainActivityBuilder.addMethod(onCreate)
.build();
JavaFile javaFile = JavaFile.builder("com.test", mainActivity).build();
File outputFile = new File("src/"); //输出文件
try {
javaFile.writeTo(outputFile);
javaFile.writeTo(System.out);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
七.Javassit
Java 字节码以二进制的形式存储在 .class 文件中,每一个 .class 文件包含一个 Java 类或接口。Javaassist 就是一个用来 处理 Java 字节码的类库。它可以在一个已经编译好的类中添加新的方法,或者是修改已有的方法,并且不需要对字节码方面有深入的了解。
Javassist 可以绕过编译,直接操作字节码,从而实现代码注入。所以使用 Javassist 的时机就是在构建工具 Gradle 将源 文件编译成 .class 文件之后,在将 .class 打包成 .dex 文件之前。