从一个输出日志的实例分析Java的代理机制

                                        通用的日志输出方法
在笔者使用Spring以前开发的程序中，不管是使用Java自动的日志工具，还是使用Log4j，或是自己编写的日志工具，都要在每一个业务逻辑方法里编写记录日志的代码。使用AOP就可以使业务逻辑和记录日志这两件事情分离开。这个输出日志实例的实现思路是：首先给出原来在程序中编写日志的方法，然后编写测试程序，查看输出结果，最后对这种方法进行总结，指出这种方法的缺点。具体编写步骤如下：
（1）打开Eclipse，在com.gc.action包中建立一个Java文件TimeBook.java，用来模拟实际业务中考勤审核的业务逻辑。
（2）原来在程序中编写日志时，都要在每一个业务逻辑方法里编写记录日志的代码。TimeBook.java的示例代码如下：
//******* TimeBook.java**************
import org.apache.log4j.Level;
import org.apache.log4j.Logger;
public class TimeBook {
         private Logger logger = Logger.getLogger(this.getClass().getName());
         //审核数据的相关程序
         public void doAuditing(String name) {
                  logger.log(Level.INFO, name + " 开始审核数据....");
                  //审核数据的相关程序
                  ……   
                  logger.log(Level.INFO, name + " 审核数据结束....");
         }
}
代码说明：
  ●       在业务逻辑中使用log4j作为日志输出的工具。
  ●       doAuditing()方法用来处理实际业务中的考勤审核。
  ●       参数name，用来传入是谁执行了类TimeBook中的doAuditing()方法。
  ●       在审核代码的前后添加了用logger.log()方法实现日志输出的功能。
（3）编写测试程序，继续在以前的测试程序TestHelloWorld的基础上进行修改，TestHelloWorld.java的示例代码如下：
//******* TestHelloWorld.java**************
package com.gc.test;
import com.gc.action.TimeBook;
public class TestHelloWorld {
         public static void main(String[] args) {
                   TimeBook timeBook = new TimeBook();
timeBook.doAuditing("张三");
    }
}
代码说明：timeBook.doAuditing("张三")表示该程序的执行人是“张三”。
（4）运行测试程序，查看通过TimeBook类输出的日志信息，如图5.1所示。
[align=center][/align]
[align=center]图5.1  通过TimeBook类输出日志信息[/align]
在上面的示例中，笔者把日志信息添加在了具体的业务逻辑中，假如程序中其他的代码都需要日志输出的功能，那么每个程序就都要添加和上面类似的代码。这样，在程序中，就会存在很多类似的日志输出代码，造成了很大的耦合，通过什么方法可以使业务逻辑和输出日志的代码分离呢？通过面向接口编程可以改进这个问题。
   通过面向接口编程实现日志输出
通过前面的示例程序，读者可以了解到以前添加日志信息方法的缺点。下面主要通过面向接口编程来改进这个缺点。其实现思路是：首先把执行考勤审核的doAuditing()方法提取出来成为接口，然后通过一个实体类来实现这个方法，在这个方法里编写具体的考勤审核的业务逻辑，接着通过一个代理类来进行日志输出，最后编写测试程序，查看输出结果。具体步骤如下：
（1）在com.gc.impl包中，建立一个接口TimeBookInterface。TimeBookInterface.java的示例代码如下：
//******* TimeBookInterface.java**************
package com.gc.impl;
import org.apache.log4j.Level;
//通过面向接口编程实现日志输出
public interface TimeBookInterface {
         public void doAuditing(String name);
}
（2）在com.gc.action包中，使前面已经建立好的类TimeBook实现接口TimeBookInterface，在doAuditing()方法中编写具体的考勤审核代码。TimeBook.java的示例代码如下：
//******* TimeBook.java**************
package com.gc.action;
import com.gc.impl.TimeBookInterface;
public class TimeBook implements TimeBookInterface {
public void doAuditing(String name) {
//审核数据的相关程序
……   
}
}
（3）编写一个代理类，用来实现日志的输出，在该类中针对前面的接口TimeBookInterface编程，而不针对具体的类，从而实现具体业务逻辑与日志输出代码。TimeBookProxy.java的示例代码如下：
//******* TimeBookProxy.java**************
package com.gc.action;
import org.apache.log4j.Level;
import org.apache.log4j.Logger;
import com.gc.impl.TimeBookInterface;
public class TimeBookProxy {
private Logger logger = Logger.getLogger(this.getClass().getName());
private TimeBookInterface timeBookInterface;
     //在该类中针对前面的接口TimeBookInterface编程，而不针对具体的类
     public TimeBookProxy(TimeBookInterface timeBookInterface) {
        this.timeBookInterface = timeBookInterface;
     }
          //实际业务处理
          public void doAuditing(String name) {
                   logger.log(Level.INFO, name + " 开始审核数据....");
                   timeBookInterface.doAuditing(name);   
                   logger.log(Level.INFO, name + " 审核数据结束....");
          }
}
（4）修改测试程序TestHelloWorld，把类TimeBook当作参数传入代理类TimeBookProxy中，从而实现对具体负责考勤审核类TimeBook的调用。TestHelloWorld.java的示例代码如下：
//******* TestHelloWorld.java**************
package com.gc.test;
import com.gc.action.TimeBook;
import com.gc.action.TimeBookProxy;
public class TestHelloWorld {
         public static void main(String[ ] args) {
           //这里针对接口进行编程
TimeBookProxy timeBookProxy  = new TimeBookProxy(new TimeBook());
timeBookProxy .doAuditing("张三");
    }
}
（5）运行测试程序，可以得到通过TimeBookProxy类输出日志信息，如图5.2所示。
[align=center][/align]
[align=center]图5.2  通过TimeBookProxy类输出日志信息[/align]
和前面一个日志输出做对比，可以看到，在这个示例中，具体负责考勤审核的业务逻辑代码和日志信息的代码分离开了，并且以后只要实现了接口TimeBookInterface的类，都可以通过代理类TimeBookProxy实现日志信息的输出，而不用再每个类里面都写日志信息输出的代码，从而实现了日志信息的代码重用。
   使用Java的代理机制进行日志输出
前面的代码虽然有了一些改进，但是仍然有一定局限性，因为要使用代理类，就必须要实现固定的接口，有没有一种通用的机制，不管是不是实现这个接口，都可以实现日志信息的输出呢？
Java提供的InvocationHandler接口可以实现这种功能，首先编写一个日志信息的代理类，这个代理类实现了接口InvocationHandler，然后和前面一个实例类似，编写一个接口，并实现这个接口，在实现类中编写具体的考勤审核代码，最后针对接口编写测试类，查看测试结果。具体步骤如下：
（1）编写一个日志信息的代理类LogProxy，这个代理类实现了接口InvocationHandler，可以对任何接口实现日志信息的输出。LogProxy.java的示例代码如下：
//******* LogProxy.java**************
package com.gc.action;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import org.apache.log4j.Level;
import org.apache.log4j.Logger;
//代理类实现了接口InvocationHandler
public class LogProxy implements InvocationHandler {
         private Logger logger = Logger.getLogger(this.getClass().getName());
    private Object delegate;
    //绑定代理对象
    public Object bind(Object delegate) {
        this.delegate = delegate;
        return Proxy.newProxyInstance(delegate.getClass().getClassLoader(), delegate.getClass().
getInterfaces(), this);
    }
    //针对接口编程
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[ ] args) throws Throwable {
        Object result = null;
        try {
                            //在方法调用前后进行日志输出
logger.log(Level.INFO, args[0] + " 开始审核数据....");
              result = method.invoke(delegate, args);
                            logger.log(Level.INFO, args[0] + " 审核数据结束....");
        } catch (Exception e){
            logger.log(Level.INFO, e.toString());
        }
        return result;
    }
}
（2）使用com.gc.impl包中的接口TimeBookInterface。TimeBookInterface.java的示例代码如下：
//******* TimeBookInterface.java**************
package com.gc.impl;
import org.apache.log4j.Level;
//针对接口编程
public interface TimeBookInterface {
         public void doAuditing(String name);
}
（3）使用com.gc.action包中的类TimeBook，doAuditing()方法中编写具体的考勤审核代码。TimeBook.java的示例代码如下：
//******* TimeBook.java**************
package com.gc.action;
import com.gc.impl.TimeBookInterface;
public class TimeBook implements TimeBookInterface {
public void doAuditing(String name) {
//审核数据的相关程序
……   
}
}
（4）修改测试代码TestHelloWorld，使用日志代理类LogProxy 实现日志的输出。TestHelloWorld.java的示例代码如下：
//******* TestHelloWorld.java**************
package com.gc.test;
import com.gc.action.TimeBook;
import com.gc.action.TimeBookProxy;
import com.gc.impl.TimeBookInterface;
import com.gc.action.LogProxy;
public class TestHelloWorld {
         public static void main(String[ ] args) {
           //实现了对日志类的重用
           LogProxy logProxy  = new LogProxy();
TimeBookInterface timeBookProxy = (TimeBookInterface)logProxy.bind(new TimeBook());
timeBookProxy.doAuditing("张三");
    }
}
（5）运行测试程序，可以得到通过LogProxy类输出日志信息，如图5.3所示。
[align=center][/align]
[align=center]图5.3  通过LogProxy类输出日志信息[/align]
这种方式，对于其他的类也同样适用，这样就真正地实现了业务逻辑和输出日志信息代码的分离。
  对这3种实现方式进行总结
第一种方式，需要在每个类里都增加对输出日志信息的代码；第二种方式，虽然实现了业务逻辑与输出日志信息代码的分离，但还是必须依赖于固定的接口；第三种方式，真正实现了对输出日志信息代码的重用，并且不依赖于固定的接口实现。
从第三种方式中，也可以看出Java动态代理机制的强大，而Spring的AOP正是建立在Java动态代理的基础上的，当读者通过上面的示例一步一步地对Java的动态代理机制有了一定的了解后，接下来就可以逐渐地进入AOP了。