什么是面向切面编程（Aop）

面向切面编程（AOP，Aspect-Oriented Programming）是一种编程范式，它允许开发者通过切面（Aspect）来模块化横切关注点，并将它们封装成可重用的组件。横切关注点是指那些存在于应用程序中多个模块中的功能，它们通常与应用程序的核心业务逻辑无关，例如日志记录、事务管理、安全性等。

在面向切面编程中，切面是一个模块化的单元，它横跨一个或多个对象，提供了在应用程序中的多个位置进行代码重用的机制。切面可以定义一组横切关注点，并将它们与应用程序的核心业务逻辑分离开来。这样，当需要修改或者添加新的横切关注点时，只需要修改或者添加对应的切面，而不需要修改核心业务逻辑代码。

面向切面编程的核心概念是切面、连接点、通知、切点和增强。其中，切面是关注点的模块化单元，连接点是在应用程序中可以插入切面的点，通知是切面在连接点处执行的代码，切点是一组连接点的集合，而增强是在切点处执行的通知的行为。

总的来说，面向切面编程通过将横切关注点与核心业务逻辑进行解耦，提高了代码的模块化性、可维护性和可重用性，使得应用程序更易于理解、扩展和维护。

主流AOP技术分类

首先，从织入的时机的角度看，可以分为源码阶段、class阶段、dex阶段、运行时织入。

对于前三项源码阶段、class阶段、dex织入，由于他们都发生在class加载到虚拟机前，我们统称为静态织入， 而在运行阶段发生的改动，我们统称为动态织入。

静态织入：

  • APT
  • AspectJ
  • ASM
  • Javassit

动态织入：

  • java动态代理
  • cglib
  • Javassit

静态织入发生在编译器，因此几乎不会对运行时的效率产生影响；动态织入发生在运行期，可直接将字节码写入内存，并通过反射完成类的加载，所以效率相对较低，但更灵活。

其次，我们需要关注这些框架具备哪切面编程的能力，这有助于帮助我做技术选型，由于AspectJ、ASM 、Javassit是相对比较完善的AOP框架，因此只对三者进行比较。

能力 AspectJ ASM Javassit
切面抽象 ✅
切点抽象 ✅
通知类型抽象 ✅ ✅ ✅

其中：

  • 切面抽象：具备筛选过滤class的能力，比如我们想为Activity的所有生命周期织入代码，那你是不是首先需要具备过滤Activity及其子类的能力。
  • 切点抽象：具体到某个class，是否具备方法、字段、注解访问的能力。
  • 通知类型抽象：是否直接支持在方法前、后、中直接织入代码。

当然不具备能力不代表不能做AOP编程，可以通过其他方法解决，只是易用性的问题。

APT

APT 是 Annotation Processing Tool 的缩写，即注解处理工具。APT 是一种工具，用于在编译时处理 Java 源代码中的注解，生成额外的 Java 代码或者其他文件，以帮助开发者完成一些重复性的工作或者自动生成一些代码。

通过 APT，开发者可以定义自己的注解，并编写相应的处理器来处理这些注解。在编译时，APT 会扫描源代码中的注解，并调用相应的处理器来生成额外的代码或者其他文件。这些生成的代码可以用于实现一些功能，如自动实现 Parcelable 接口、生成单例模式的代码、自动生成代理类等。

APT 在 Android 开发中有着广泛的应用，例如 ButterKnife 库就是利用 APT 实现的，它通过在 View 属性上添加注解，然后在编译时生成相应的 View 绑定代码，从而简化了代码编写。另外，ButterKnife、Dagger等一些常用的 Android 库也使用了 APT 来生成代码。

总的来说，APT 是一种强大的工具，可以在编译时自动化处理一些重复性的工作，提高了开发效率，减少了开发者的工作量。

AspectJ

AspectJ 是一个基于 Java 语言的面向切面编程（AOP）的扩展框架，它提供了一种简洁而强大的方式来实现横切关注点的模块化和重用。

AspectJ 扩展了 Java 语言，引入了一组新的关键字和语法规则，使得开发者可以更方便地定义切面和通知，并将它们应用到代码中的特定连接点上。AspectJ 通过编译时的静态代码织入技术，将切面的行为嵌入到应用程序的字节码中，从而实现了对横切关注点的有效管理和控制。

使用 AspectJ，开发者可以通过注解或者 XML 配置文件来定义切面，并使用 Pointcut 表达式来指定切入点（即横切关注点所在的位置）。然后，开发者可以编写 Advice（通知）来定义切面在连接点处执行的代码逻辑，例如在方法调用之前或之后执行的操作。

举个简单的例子，假设我们想统计所有view的点击事件，使用AspectJ只需要写一个类即可。

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@Aspect
public class MethodAspect {
    private static final String TAG = "MethodAspect5";

    //切面表达式，声明需要过滤的类和方法 
    @Pointcut("execution(* android.view.View.OnClickListener+.onClick(..))")
    public void callMethod() {
    }

    //before表示在方法调用前织入
    @before("callMethod()")
    public void beforeMethodCall(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
    	//编写业务代码
    }
}

javassit

Javassist 是一个 Java 字节码操作库，它提供了一种方便的方式来动态修改类的字节码，生成新的类或者修改已有类的行为。Javassist 的全称是 Java Programming Assistant，它允许开发者在运行时动态地创建、修改和操作 Java 类，而无需直接操作字节码。

Javassist 提供了一组简洁而强大的 API，使得开发者可以在运行时对类进行各种操作，例如创建新的类、修改已有类的字段、方法或者构造函数、添加新的方法、修改方法的实现、以及执行类的加载和热替换等。通过 Javassist，开发者可以实现诸如 AOP、动态代理、类加载器、字节码增强等各种功能。

以下是 Javassist 的简单用例，演示了如何使用 Javassist 创建一个新的类，并添加一个新的方法：

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import javassist.*;

public class JavassistExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建类池
        ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();

        // 创建一个新的类
        CtClass newClass = classPool.makeClass("ExampleClass");

        // 添加一个新的方法
        CtMethod newMethod = CtNewMethod.make("public void hello() { System.out.println(\"Hello, Javassist!\"); }", newClass);
        newClass.addMethod(newMethod);

        // 将新类加载到内存中
        Class<?> clazz = newClass.toClass();

        // 实例化新类并调用方法
        Object obj = clazz.newInstance();
        clazz.getMethod("hello").invoke(obj);
    }
}

ASM

ASM 是一个 Java 字节码操作和分析框架，它允许开发者在编译时或运行时动态生成或修改 Java 类的字节码。ASM 的全称是 Java Bytecode Engineering Library，它提供了一组简单而强大的 API，使得开发者可以直接操作字节码，从而实现对 Java 类的各种高级操作。

ASM 具有轻量级、高性能和灵活性的特点，它的设计目标是尽可能地接近 Java 字节码的底层结构，以最小的开销实现对字节码的操作。ASM 提供了一种基于访问者模式的 API，开发者可以通过实现不同的访问者接口来遍历、解析和修改类的字节码，从而实现对类的各种操作，如新增、删除、修改字段、方法、注解等。

ASM 可以广泛应用于 Java 字节码的动态生成、增强和优化等领域，例如动态代理、AOP（面向切面编程）、代码生成器、类加载器、代码混淆、性能优化等。由于其高性能和灵活性，ASM 被广泛应用于各种 Java 框架和工具中，如 Spring、Hibernate、Mockito 等。

完整的学习ASM必须了解字节码和JVM相关知识。比如要织入一句简单的日志输出：

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Log.d("tag", " onCreate");

使用ASM编写是下面这个样子：

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mv.visitLdcInsn("tag");
mv.visitLdcInsn("onCreate");
mv.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "android/util/Log", "d", "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I", false);
mv.visitInsn(POP);

可以看出ASM与AspectJ有很大的不同，AspectJ织入的代码就是实际编写的代码，但ASM必须使用其提供的API编写指令。一行java代码可能对应多行ASM API代码，因为一行java代码背后可能隐藏这多个JVM指令。

动态代理

动态代理是代理模式的一种实现，用于在运行时动态增强原始类的行为，实现方式是运行时直接生成class字节码并将其加载进虚拟机。

JDK本身就提供一个Proxy类用于实现动态代理。 我们通常使用下面的API创建代理类。

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//java.lang.reflect.Proxy
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
    Class<?>[] interfaces, 
    InvocationHandler h)

其中在InvocationHandler实现类中定义核心切点代码。

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public class InvocationHandlerImpl implements InvocationHandler {

    /** 被代理的实例 */
    private Object mObj = null;

    public InvocationHandlerImpl(Object obj){
        this.mObj = obj;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        //前切入点
        Object result = method.invoke(this.mObj, args);
        //后切入点
        return result;
    }
}

java动态代理最大的问题是只能代理接口，而不能代理普通类或者抽象类，这是因为默认创建的代理类继承Porxy，而java又不支持多继承，这一点极大的限制了动态代理的使用场景，cglib可代理普通类。

AOP框架的特点及优劣势

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