Android(安卓)AOP实现原理全解析

前天早晨在公交车上，知乎搜索了下Android的最新技术，回答还是很多的，我们搞技术的，永远不能落后，要随时与市场保持同步，这样才能跟上市场的步伐。有朋友提到了一个AOP的面向切面的编程技术，从这个名字上，大概就可以知道是干什么的，也有很多朋友举例就是在日志打印、权限检查等比较散的地方，使用AOP可以实现统一管理，还是非常方便的。百度一下，也有好多大神写的关于AOP的详细介绍：

深入理解Android之AOP

在AndroidStudio工具中开发的话，还需要编译build.gradle角本，详细情况可参考如下：

Android 基于AOP监控之——AspectJ使用指南

我们本博客的重点是了解清楚AOP的整个实现流程，是直接使用的别人的代码，代码也是在别人的博客中直接下载的，地址如下：

使用AspectJ在Android中实现Aop

Activity就一个，运行时就直接调用TestMain.TestAll()日志打印。我们先来看一下作者分module的用意。整个project分为aoplib、app、buildsrc、libinlib、testlib五个module，各module的意思应该也比较清楚，aoplib就是实现AOP功能的模块，app是本项目的启动模块，buildsrc是用来构建项目的模块，libinlib中作者只提供了一个TestLog类，而且只有一个方法，目的是用来测试AOP功能的，最后一个testlib是作者实现自己意图的模块，所有的测试类都是在这里的。我们要分析的重点就是aoplib和testlib这两个module了。

我们从程序的运行过程来一步步分析，首先看一下MainActivity类的onCreate方法，请注意，作者为这个方法上加了一个@DebugLog注解，@DebugLog注解是自己实现的，实现代码如下，非常简单：

package com.example.aoplib;import java.lang.annotation.Retention;import java.lang.annotation.Target;import static java.lang.annotation.ElementType.CONSTRUCTOR;import static java.lang.annotation.ElementType.METHOD;import static java.lang.annotation.ElementType.TYPE;import static java.lang.annotation.RetentionPolicy.CLASS;@Target({TYPE, METHOD, CONSTRUCTOR})@Retention(CLASS)public @interface DebugLog {}

从这个注释接口的定义上，我们可以看到，它的目标是使用在TYPE(接口、类、枚举、注解)，METHOD(方法)，CONSTRUCTOR(构造函数)三种类型上的，当前就是使用在MainActivity的onCreate方法上的。我们可以来看一下使用Aspect编译后的MainActivity的class文件：

从这里大家可以非常清楚的看到，MainActivity的onCreate方法已经被替换了，它是按照Aspect编译规则生成的，我们可以再来看看其他带有@DebugLog注解的类或者方法对应生成的class文件，比如TestMethodClass类的class文件，整个文件代码如下：

public class TestMethodClass {    public TestMethodClass() {        (new Thread() {            @DebugLog            public void run() {                JoinPoint var2 = Factory.makeJP(ajc$tjp_0, this, this);                Hugo var10000 = Hugo.aspectOf();                Object[] var3 = new Object[]{this, var2};                var10000.logAndExecute((new TestMethodClass$1$AjcClosure1(var3)).linkClosureAndJoinPoint(69648));            }            static {                ajc$preClinit();            }        }).start();    }    @DebugLog    public void spendTime1ms() {        JoinPoint var2 = Factory.makeJP(ajc$tjp_0, this, this);        Hugo var10000 = Hugo.aspectOf();        Object[] var3 = new Object[]{this, var2};        var10000.logAndExecute((new TestMethodClass$AjcClosure1(var3)).linkClosureAndJoinPoint(69648));    }    @DebugLog    public static void spendTime2ms() {        JoinPoint var1 = Factory.makeJP(ajc$tjp_1, (Object)null, (Object)null);        Hugo var10000 = Hugo.aspectOf();        Object[] var2 = new Object[]{var1};        var10000.logAndExecute((new TestMethodClass$AjcClosure3(var2)).linkClosureAndJoinPoint(65536));    }    @DebugLog    public final void spendTime3ms() {        JoinPoint var2 = Factory.makeJP(ajc$tjp_2, this, this);        Hugo var10000 = Hugo.aspectOf();        Object[] var3 = new Object[]{this, var2};        var10000.logAndExecute((new TestMethodClass$AjcClosure5(var3)).linkClosureAndJoinPoint(69648));    }    static {        ajc$preClinit();    }}

在这个class文件中，我们可以看到，run()、spendTime1ms()、spendTime2ms()、spendTime3ms()几个方法全部都是这样样式，每个方法一共四句，第一句，构建一个切点JoinPoint，第二句调用Hugo.aspectOf()获取我们自己定义的Aspect处理类，第三句构造参数数组Object[]，第四句调用当前类的相应方法。看到这里我们基本就明白AOP的原理了，它就是利用我们自己实现的一个注解，将所有的切点集中在一个地方处理的，这样，就可以把多个切点放在一起统一处理了，非常的方便！

下面我们就来分析一个方法的执行过程，此项目中其他方法的实现是完全一样的，我们就以TestMethodClass类的spendTime1ms()为例来展开我们的分析，在编译完的class文件中，首先构造一个JoinPoint切点，Factory.makeJP()方法的实现就是使用传入的参数直接构造一个JoinPointImpl对象，第二句就是获取当前的Aspect处理类对象Hugo，此类必须要带有@Aspect注解，第三句就是构造方法执行的数组对象，第四句执行Aspect处理类的入口方法logAndExecute，Hugo类的完整代码如下：

@Aspectpublic class Hugo {    @Pointcut("within(@com.example.aoplib.DebugLog *)")    public void withinAnnotatedClass() {}    @Pointcut("execution(!synthetic * *(..)) && withinAnnotatedClass()")    public void methodInsideAnnotatedType() {}    @Pointcut("execution(!synthetic *.new(..)) && withinAnnotatedClass()")    public void constructorInsideAnnotatedType() {}    @Pointcut("execution(@com.example.aoplib.DebugLog * *(..)) || methodInsideAnnotatedType()")    public void method() {}    @Pointcut("execution(@com.example.aoplib.DebugLog *.new(..)) || constructorInsideAnnotatedType()")    public void constructor() {}    @Around("method() || constructor()")    public Object logAndExecute(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {        enterMethod(joinPoint);        long startNanos = System.nanoTime();        Object result = joinPoint.proceed();        long stopNanos = System.nanoTime();        long lengthMillis = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(stopNanos - startNanos);        exitMethod(joinPoint, result, lengthMillis);        return result;    }    private static void enterMethod(JoinPoint joinPoint) {        CodeSignature codeSignature = (CodeSignature) joinPoint.getSignature();        Class<?> cls = codeSignature.getDeclaringType();        String methodName = codeSignature.getName();        String[] parameterNames = codeSignature.getParameterNames();        Object[] parameterValues = joinPoint.getArgs();        StringBuilder builder = new StringBuilder("\u21E2 ");        builder.append(methodName).append('(');        for (int i = 0; i < parameterValues.length; i++) {            if (i > 0) {                builder.append(", ");            }            builder.append(parameterNames[i]).append('=');            builder.append(Strings.toString(parameterValues[i]));        }        builder.append(')');        if (Looper.myLooper() != Looper.getMainLooper()) {            builder.append(" [Thread:\"").append(Thread.currentThread().getName()).append("\"]");        }        Log.v(asTag(cls), builder.toString());        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {            final String section = builder.toString().substring(2);            Trace.beginSection(section);        }    }    private static void exitMethod(JoinPoint joinPoint, Object result, long lengthMillis) {        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {            Trace.endSection();        }        Signature signature = joinPoint.getSignature();        Class<?> cls = signature.getDeclaringType();        String methodName = signature.getName();        boolean hasReturnType = signature instanceof MethodSignature                && ((MethodSignature) signature).getReturnType() != void.class;        StringBuilder builder = new StringBuilder("\u21E0 ")                .append(methodName)                .append(" [")                .append(lengthMillis)                .append("ms]");        if (hasReturnType) {            builder.append(" = ");            builder.append(Strings.toString(result));        }        Log.v(asTag(cls), builder.toString());    }    private static String asTag(Class<?> cls) {        if (cls.isAnonymousClass()) {            return asTag(cls.getEnclosingClass());        }        return cls.getSimpleName();    }}

可以看到，在logAndExecute方法的处理中就是打印了日志而已，当然，我们也可以根据我们自己需求实现不同的功能，比如权限检查，如果权限OK，就正常执行，如果不OK，则直接在这里抛出异常。

好了，AOP的完整过程我们已经了解了，可以看出，整个执行过程还是比较简单的，就是使用了一个注解把我们的目标切点集中到一起进行处理，最后我们来总结一下，如果我们自己的项目要实现AOP的切面编程，应该要有几步：

1：我们要使用Aspect，肯定就需要有相应的jar包了，jar包的资源非常多，大家可以在网上随便下载。

2：要定义我们的切点，相当于本例中的DebugLog注解，它的@Target可以根据自己的需求来实现。

3：定义自己的Aspect处理类，此类必须带有@Aspect注解，需要在它里面定义切点函数，定义切点的处理函数，也就是本例中Hugo类的logAndExecute方法了，Hugo类中的其他两个方法enterMethod、exitMethod只是为了实现日志打印的目的而写的，大家可以根据自己的需求具体实现。

4：完成了上面两步，我们的项目中的Aspect框架就算搭建好了，下面就是添加切点了，也就是我们要在哪里切入的问题，可以通过添加我们自定义的注释来实现。

5：我们的所有功能都完成了，最后还一定要注意编译的方式要使用Aspect编译器，如果大家使用javac编译器的话，那生成的class文件中根本没有Aspect的代码，肯定也就无法实现我们的意图了。

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