怎么理解Java和SAPABAP的靜態(tài)代理和動(dòng)態(tài)代理

本篇內(nèi)容介紹了“怎么理解Java和SAP ABAP的靜態(tài)代理和動(dòng)態(tài)代理”的有關(guān)知識(shí)，在實(shí)際案例的操作過(guò)程中，不少人都會(huì)遇到這樣的困境，接下來(lái)就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

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下圖是某應(yīng)用里方法的常規(guī)實(shí)現(xiàn)：權(quán)限檢查，日志記錄和性能檢測(cè)的代碼一次又一次地侵入到本應(yīng)只包含業(yè)務(wù)代碼的三個(gè)方法中：

下圖是應(yīng)用AOP之后的方法實(shí)現(xiàn)：三個(gè)方法體內(nèi)只包含純粹的業(yè)務(wù)代碼，看起來(lái)清爽了很多。權(quán)限檢查，日志記錄和性能檢測(cè)的代碼，作為仍需關(guān)注的三個(gè)方面，以切面的方式編織到三個(gè)方法中。Weave，AOP里的術(shù)語(yǔ)，中文材料里經(jīng)常譯成“編織”，描述了被代理類的方法通過(guò)非源代碼修改層面被增添以新邏輯的動(dòng)作。

我們說(shuō)面向?qū)ο缶幊?Object Oriented Programming，簡(jiǎn)稱OOP)是一種理念，不同的編程語(yǔ)言可以有不同的實(shí)現(xiàn)。同理，AOP這種理念，不同的編程語(yǔ)言也存在不同的實(shí)現(xiàn)。

Java AOP的實(shí)現(xiàn)可以分為靜態(tài)代理和動(dòng)態(tài)代理兩種。無(wú)論哪種代理方式，一言以蔽之，AOP的核心為，業(yè)務(wù)邏輯位于原始類中始終保持不變，而編織的非業(yè)務(wù)邏輯位于代理類中。運(yùn)行時(shí)執(zhí)行的代碼，實(shí)際上被調(diào)用的是代理類，原始類的業(yè)務(wù)邏輯通過(guò)代理類被間接地調(diào)用。

代理模式的UML圖：

業(yè)務(wù)邏輯在編譯期間被編織進(jìn)入代理類的方式，稱為靜態(tài)代理；業(yè)務(wù)邏輯在運(yùn)行期間才進(jìn)行編織的方式，稱為動(dòng)態(tài)代理。準(zhǔn)確地說(shuō)，編譯期編織還可細(xì)分為編譯時(shí)和編譯后編織，而運(yùn)行期間編織又可細(xì)分為載入時(shí)編織和運(yùn)行時(shí)編織，但這種細(xì)分方式不影響本文接下來(lái)的闡述，所以后續(xù)仍只按照編譯期和運(yùn)行期兩大類來(lái)介紹。

看一些具體的例子。

Java靜態(tài)代理

定義一個(gè)IDeveloper的接口，里面包含一個(gè)writeCode的方法。創(chuàng)建一個(gè)Developer類，實(shí)現(xiàn)該方法。

測(cè)試：創(chuàng)建一個(gè)名為Jerry的Developer實(shí)例，調(diào)用writeCode方法。

假設(shè)我想讓Developer在寫代碼之前，先編寫對(duì)應(yīng)的文檔，但我不想把寫文檔這個(gè)邏輯，侵入到writeCode方法里。這里“編寫文檔”，就相當(dāng)于待編織的非業(yè)務(wù)邏輯，或者叫做待編織的切面邏輯。

使用靜態(tài)代理的思路，另外新建一個(gè)代理類DeveloperProxy：

注意上圖的writeCode方法，首先第8行完成文檔編寫的任務(wù)，然后代理類在第9行調(diào)用被代理類Developer的writeCode方法，完成寫代碼的實(shí)際業(yè)務(wù)邏輯。

測(cè)試代碼：

Developer和DeveloperProxy都實(shí)現(xiàn)了同一個(gè)接口IDeveloper，對(duì)于消費(fèi)者代碼來(lái)說(shuō)，它完全感知不到也不必要去感知這兩個(gè)接口實(shí)現(xiàn)類的內(nèi)部差異——這一切對(duì)消費(fèi)者代碼來(lái)說(shuō)完全透明。消費(fèi)者拿到的引入，指向的是類型為IDeveloper接口的變量，然后調(diào)用定義在接口上的writeCode方法即可。

靜態(tài)代理的優(yōu)缺點(diǎn)

從以上例子可以看出，靜態(tài)代理工作的基石是接口，如果原始類由于某種原因，無(wú)法改造成為某個(gè)接口的實(shí)現(xiàn)類(比如原始類來(lái)自系統(tǒng)遺留代碼，無(wú)法重構(gòu))，則靜態(tài)代理這條路行不通。

針對(duì)每個(gè)原始類，采用靜態(tài)代理，都需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)具有持久存儲(chǔ)的代理類。這種方式便于理解，并且非業(yè)務(wù)邏輯(前例中的“寫文檔”行為)在編譯期間植入靜態(tài)代理類，實(shí)際運(yùn)行時(shí)性能優(yōu)于即將介紹的動(dòng)態(tài)代理。

在Java里如果不想手動(dòng)創(chuàng)建靜態(tài)代理類，可以使用工具AspectJ來(lái)自動(dòng)完成。由于本文的讀者主要是ABAP開(kāi)發(fā)人員，這里略過(guò)其使用方式。

ABAP靜態(tài)代理類的自動(dòng)創(chuàng)建

我仿照J(rèn)ava AspectJ的思路，用ABAP寫了一個(gè)類似的原型。下面是使用方法。

首先我創(chuàng)建一個(gè)類CL_HELLOWORLD:

我想自動(dòng)為該類創(chuàng)建一個(gè)靜態(tài)代理，在代理類的PRINT方法里，除了調(diào)用這個(gè)原始類的PRINT方法外，再做一些額外的邏輯，比如打印一些輸出。

調(diào)用下圖的GET_PROXY方法，將自動(dòng)為CL_HELLOWORLD創(chuàng)建一個(gè)靜態(tài)代理類，將第7行和第8行指定的額外邏輯編織到靜態(tài)代理類的PRINT方法里：

測(cè)試：調(diào)用靜態(tài)代理類的PRINT方法，得到下圖的輸出，能觀察到編織到靜態(tài)代理類的兩行WRITE語(yǔ)句，分別在原始類PRINT方法之前和之后被調(diào)用了：

SE24可以觀察到，通過(guò)我寫的工具自動(dòng)創(chuàng)建的ABAP靜態(tài)類，及編織到代理類方法PRINT里的額外邏輯：

這個(gè)工具的核心是調(diào)用ABAP Class API生成新的ABAP類，源代碼可以在文末Jerry提供的鏈接里獲得：

Spring AOP的動(dòng)態(tài)代理

所謂動(dòng)態(tài)代理，即AOP框架在編譯期不會(huì)對(duì)原始類做任何處理，而是直到應(yīng)用運(yùn)行期間，在內(nèi)存中臨時(shí)為需要被代理的類生成一個(gè)AOP對(duì)象，該對(duì)象包含了原始類的全部方法，并且在被代理的方法處做了增強(qiáng)處理，編織入新的邏輯，并回調(diào)原始類的方法。

Spring AOP動(dòng)態(tài)代理有兩種實(shí)現(xiàn)方式：JDK動(dòng)態(tài)代理和CGLIB動(dòng)態(tài)代理。

JDK動(dòng)態(tài)代理

JDK動(dòng)態(tài)代理的原理是基于Java反射機(jī)制實(shí)現(xiàn)的方法攔截器機(jī)制。

我們?cè)诘谝粋€(gè)例子的基礎(chǔ)上，增添一個(gè)新的ITester接口，代表測(cè)試人員這個(gè)崗位：

現(xiàn)在的需求是給測(cè)試人員的doTesting方法內(nèi)也植入編寫文檔的邏輯。如果采用靜態(tài)代理的方式，我們得又創(chuàng)建一個(gè)TesterProxy的靜態(tài)代理類。隨著開(kāi)發(fā)小組里人員崗位類型的增加，這些靜態(tài)代理類的個(gè)數(shù)也隨之增加。

那么用動(dòng)態(tài)代理如何優(yōu)雅地避免這個(gè)問(wèn)題呢？

創(chuàng)建一個(gè)新的代理類，取名為EnginnerProxy，名字暗示了這個(gè)實(shí)現(xiàn)了JDK標(biāo)準(zhǔn)接口InnovationHandler的類，在運(yùn)行時(shí)能統(tǒng)一代理一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)里所有角色的工程師類的方法。

第七行的bind方法，接收一個(gè)被代理類的實(shí)例，在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)為該實(shí)例創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)的代理類實(shí)例。所謂臨時(shí)，指該代理實(shí)例的生命周期只存在于當(dāng)前會(huì)話中，應(yīng)用運(yùn)行結(jié)束后即銷毀，不會(huì)像靜態(tài)代理類那樣會(huì)持久化存儲(chǔ)。

運(yùn)行時(shí)代理類的方法一旦執(zhí)行，無(wú)論是Developer的writeCode, 還是Tester的doTesting方法，均會(huì)被EnginnerProxy的invoke方法攔截，在invoke方法內(nèi)統(tǒng)一執(zhí)行第17行的文檔撰寫邏輯，然后再調(diào)用18行包含了業(yè)務(wù)邏輯的原始類方法。

下圖是測(cè)試代碼及運(yùn)行結(jié)果，現(xiàn)在無(wú)論是Developer還是Tester，在寫代碼和做測(cè)試之前，都會(huì)自動(dòng)執(zhí)行文檔撰寫的任務(wù)了：

基于JDK動(dòng)態(tài)代理的優(yōu)缺點(diǎn)

顯而易見(jiàn)，在需要代理多個(gè)類時(shí)，動(dòng)態(tài)代理只需創(chuàng)建一個(gè)統(tǒng)一的代理類，而不必像靜態(tài)代理那樣，需要為每個(gè)包含業(yè)務(wù)邏輯的類單獨(dú)創(chuàng)建代理類。而代理類“用后即焚”，也避免了在工程文件夾里生成太多代理類。

另一方面，因?yàn)閯?dòng)態(tài)代理在運(yùn)行時(shí)通過(guò)Java反射機(jī)制實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行時(shí)的性能劣于在編譯期間進(jìn)行代理邏輯編織的靜態(tài)代理。此外，JDK動(dòng)態(tài)代理工作的前提條件同靜態(tài)代理一樣，也需要被代理的類實(shí)現(xiàn)某個(gè)接口。

看個(gè)反例，假設(shè)產(chǎn)品經(jīng)理類ProductOwner未實(shí)現(xiàn)任何接口：

使用JDK動(dòng)態(tài)代理，在運(yùn)行時(shí)會(huì)拋ClassCastException異常：

正因?yàn)镴DK動(dòng)態(tài)代理的這種局限性，存在另一種動(dòng)態(tài)代理的實(shí)現(xiàn)方式：基于CGLIB的動(dòng)態(tài)代理。

CGLIB(Code Generation Library)是一個(gè)Java字節(jié)碼生成庫(kù)，可以在運(yùn)行時(shí)對(duì)Java類的字節(jié)碼進(jìn)行處理和增強(qiáng)，底層基于字節(jié)碼處理框架ASM實(shí)現(xiàn)。

基于CGLIB的動(dòng)態(tài)代理可以繞過(guò)JDK動(dòng)態(tài)代理的限制，即使一個(gè)需要被代理的類沒(méi)有實(shí)現(xiàn)任何接口，也能使用CGLIB動(dòng)態(tài)代理。

注意這次使用CGLIB創(chuàng)建的統(tǒng)一代理類，導(dǎo)入的開(kāi)發(fā)包來(lái)自net.sf.cglib.proxy, 而非JDK動(dòng)態(tài)代理解決方案中的java.lang.reflect:

消費(fèi)代碼的風(fēng)格同JDK動(dòng)態(tài)代理類似：

CGLIB動(dòng)態(tài)代理的優(yōu)缺點(diǎn)

CGLIB克服了JDK動(dòng)態(tài)代理需要被代理類必須實(shí)現(xiàn)某個(gè)接口才能工作的限制，然而其本身也有局限性。CGLIB本質(zhì)上是運(yùn)行時(shí)用API操作Java類的字節(jié)碼的方式，直接創(chuàng)建一個(gè)繼承自被代理類的子類，然后將切面邏輯編織到這個(gè)子類方法中去。顯而易見(jiàn)，如果被代理類被定義成無(wú)法繼承，比如被Java和ABAP里的final關(guān)鍵字修飾，則CGLIB動(dòng)態(tài)代理這種方式也無(wú)法工作。

做一個(gè)測(cè)試，我將ProductOwner類標(biāo)志為final，即無(wú)法被繼承，這時(shí)在運(yùn)行之前的測(cè)試代碼，會(huì)遇到異常和錯(cuò)誤消息：Cannot subclass final class

ABAP動(dòng)態(tài)代理

因?yàn)锳BAP無(wú)法在語(yǔ)言層面精確做到像Java JDK InnovationHandler那樣能夠用一個(gè)代理類統(tǒng)一攔截多個(gè)被代理類方法執(zhí)行的效果，因此Jerry選擇對(duì)另一種動(dòng)態(tài)代理，即CGLIB代理方式，用ABAP進(jìn)行模擬。

首先創(chuàng)建一個(gè)需要被代理的類，業(yè)務(wù)邏輯寫在GREET方法里。

接著使用Jerry自己實(shí)現(xiàn)的ABAP CGLIB工具類，通過(guò)其方法GET_PPROXY得到這個(gè)類的代理類，并調(diào)用代理類的GREET方法：

上圖第8行和第9行是包含了兩個(gè)切面邏輯的類，我期望其方法分別在被代理類的GREET調(diào)用之前和調(diào)用之后被執(zhí)行。

ABAP CGLIB的核心在GET_PROXY方法里的generate_proxy方法內(nèi)：

這里使用了ABAP動(dòng)態(tài)生成類的關(guān)鍵字GENERATE SUBROUTINE POOL, 根據(jù)內(nèi)表mt_source里包含的預(yù)先拼湊好的源代碼，生成新的臨時(shí)類。這個(gè)類不會(huì)在SE24或者SE80里存儲(chǔ)，僅僅存活在當(dāng)前應(yīng)用的會(huì)話里。

第17行動(dòng)態(tài)生成新的代理類之后，第21行生成一個(gè)該代理類的實(shí)例，然后在第23和26行分別植入切面邏輯。

最后調(diào)用這個(gè)代理類實(shí)例的GREET方法，打印輸出如下：

其中Hello World是原始被代理類即ZCL_JAVA_CGLIB的GREET方法的輸出，而它的前后兩行為調(diào)用ABAP CGLIB生成代理類時(shí)傳入的切面邏輯。

到目前為止，盡管我們意識(shí)到靜態(tài)代理和動(dòng)態(tài)代理都各自存在一些缺陷，但從這些缺陷出現(xiàn)的原因，也再次提醒我們，在編寫新的代碼時(shí)，要盡量面向接口編程，盡量避免直接面向?qū)崿F(xiàn)編程，從而降低程序的耦合性，提高應(yīng)用的可維護(hù)性，可復(fù)用性和可擴(kuò)展性。

以上介紹的ABAP CGLIB工具只是Jerry開(kāi)發(fā)的一個(gè)原型，在ABAP里如果僅僅想將切面邏輯(比如權(quán)限檢查，日志記錄，性能分析)徹底地同業(yè)務(wù)邏輯隔離開(kāi)，可以使用ABAP Netweaver提供的對(duì)類方法增強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)方式：Pre-Exit和Post-Exit.

選中要增強(qiáng)的類，點(diǎn)擊Enhance菜單：

這種增強(qiáng)和被代理的類是分開(kāi)存儲(chǔ)的：

創(chuàng)建新的Pre-Exit：

點(diǎn)擊Pre-Exit的面板，就可以進(jìn)去編寫代碼了：

在運(yùn)行時(shí)，被代理類ZCL_JAVA_CGLIB的GREET方法執(zhí)行之前，Pre-Exit里的代碼會(huì)自動(dòng)觸發(fā)：

Jerry之前在SAP Business By Design這個(gè)產(chǎn)品工作的時(shí)候，在不修改產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)代碼的前提下，用這種Exit技術(shù)實(shí)現(xiàn)了很多的客戶需求。典型的客戶需求是，在SAP標(biāo)準(zhǔn)UI增添擴(kuò)展字段，其值通過(guò)后臺(tái)復(fù)雜的邏輯計(jì)算出來(lái)。于是我們首先把后臺(tái)API的Response結(jié)構(gòu)體做增強(qiáng)，新建一個(gè)擴(kuò)展字段；然后給后臺(tái)API取數(shù)方法創(chuàng)建一個(gè)Post-Exit，將擴(kuò)展字段的填充邏輯實(shí)現(xiàn)在Exit里。

采用Pre和Post-Exit，雖然使用方式上和Java Spring AOP基于注解(Annotation)的工作方式相比有所差異，但從效果上看，也能實(shí)現(xiàn)Spring AOP將業(yè)務(wù)邏輯和非業(yè)務(wù)邏輯嚴(yán)格分開(kāi)的需求。

“怎么理解Java和SAP ABAP的靜態(tài)代理和動(dòng)態(tài)代理”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí)可以關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章！

分享題目：怎么理解Java和SAPABAP的靜態(tài)代理和動(dòng)態(tài)代理
文章路徑：http://bm7419.com/article18/igsdgp.html

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