看 AspectJ 在 Android 中的强势插入

xuyisheng
7,107 阅读11分钟

看AspectJ在Android中的强势插入

什么是AOP

AOP是Aspect Oriented Programming的缩写，即『面向切面编程』。它和我们平时接触到的OOP都是编程的不同思想，OOP，即『面向对象编程』，它提倡的是将功能模块化，对象化，而AOP的思想，则不太一样，它提倡的是针对同一类问题的统一处理，当然，我们在实际编程过程中，不可能单纯的安装AOP或者OOP的思想来编程，很多时候，可能会混合多种编程思想，大家也不必要纠结该使用哪种思想，取百家之长，才是正道。

那么AOP这种编程思想有什么用呢，一般来说，主要用于不想侵入原有代码的场景中，例如SDK需要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、甚至是代码调试等等。

AspectJ

AspectJ实际上是对AOP编程思想的一个实践，当然，除了AspectJ以外，还有很多其它的AOP实现，例如ASMDex，但目前最好、最方便的，依然是AspectJ。

在Android项目中使用AspectJ

AOP的用处非常广，从Spring到Android，各个地方都有使用，特别是在后端，Spring中已经使用的非常方便了，而且功能非常强大，但是在Android中，AspectJ的实现是略阉割的版本，并不是所有功能都支持，但对于一般的客户端开发来说，已经完全足够用了。

在Android上集成AspectJ实际上是比较复杂的，不是一句话就能compile，但是，鄙司已经给大家把这个问题解决了，大家现在直接使用这个SDK就可以很方便的在Android Studio中使用AspectJ了。Github地址如下：

github.com/HujiangTech…

另外一个比较成功的使用AOP的库是Jake大神的Hugo：

github.com/JakeWharton…

接入说明

首先，需要在项目根目录的build.gradle中增加依赖：

classpath 'com.hujiang.aspectjx:gradle-android-plugin-aspectjx:1.0.8'

完整代码如下：

buildscript {
    repositories {
        jcenter()
    }
    dependencies {
        classpath 'com.android.tools.build:gradle:2.3.0-beta2'
        classpath 'com.hujiang.aspectjx:gradle-android-plugin-aspectjx:1.0.8'

        // NOTE: Do not place your application dependencies here; they belong
        // in the individual module build.gradle files
    }
}

然后再主项目或者库的build.gradle中增加AspectJ的依赖：

compile 'org.aspectj:aspectjrt:1.8.9'

同时在build.gradle中加入AspectJX模块：

apply plugin: 'android-aspectjx'

这样就把整个Android Studio中的AspectJ的环境配置完毕了，如果在编译的时候，遇到一些『can't determine superclass of missing type xxxxx』这样的错误，请参考项目README中关于excludeJarFilter的使用。

aspectjx {
    //includes the libs that you want to weave
    includeJarFilter 'universal-image-loader', 'AspectJX-Demo/library'

    //excludes the libs that you don't want to weave
    excludeJarFilter 'universal-image-loader'
}

AspectJ入门

我们通过一段简单的代码来了解下基本的使用方法和功能，新建一个AspectTest类文件，代码如下：

@Aspect
public class AspectTest {

    private static final String TAG = "xuyisheng";

    @Before("execution(* android.app.Activity.on**(..))")
    public void onActivityMethodBefore(JoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        String key = joinPoint.getSignature().toString();
        Log.d(TAG, "onActivityMethodBefore: " + key);
    }
}

在类的最开始，我们使用@Aspect注解来定义这样一个AspectJ文件，编译器在编译的时候，就会自动去解析，并不需要主动去调用AspectJ类里面的代码。

我的原始代码很简单：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    }
}

通过这种方式编译后，我们来看下生成的代码是怎样的。AspectJ的原理实际上是在编译的时候，根据一定的规则解析，然后插入一些代码，通过aspectjx生成的代码，会在Build目录下：

通过反编译工具查看下生成内容：

我们可以发现，在onCreate的最前面，插入了一行AspectJ的代码。这个就是AspectJ的主要功能，抛开AOP的思想来说，我们想做的，实际上就是『在不侵入原有代码的基础上，增加新的代码』。

AspectJ之Join Points

Join Points，简称JPoints，是AspectJ的核心思想之一，它就像一把刀，把程序的整个执行过程切成了一段段不同的部分。例如，构造方法调用、调用方法、方法执行、异常等等，这些都是Join Points，实际上，也就是你想把新的代码插在程序的哪个地方，是插在构造方法中，还是插在某个方法调用前，或者是插在某个方法中，这个地方就是Join Points，当然，不是所有地方都能给你插的，只有能插的地方，才叫Join Points。

AspectJ之Pointcuts

Join Points和Pointcuts的区别实际上很难说，我也不敢说我理解的一定对，但这些都是概念上的内容，并不影响我们去使用。

Pointcuts，在我理解，实际上就是在Join Points中通过一定条件选择出我们所需要的Join Points，所以说，Pointcuts，也就是带条件的Join Points，作为我们需要的代码切入点。

AspectJ之Advice

又来一个Advice，Advice其实是最好理解的，也就是我们具体插入的代码，以及如何插入这些代码。我们最开始举的那个例子，里面就是使用的最简单的Advice——Before。类似的还有After、Around，我们后面来讲讲他们的区别。

AspectJ之切点语法

我们以前面的Demo来看下最简单的AspectJ语法：

@Before("execution(* android.app.Activity.on**(..))")
public void onActivityMethodBefore(JoinPoint joinPoint) throws Throwable {
}

这里会分成几个部分，我们依次来看：

  • @Before：Advice，也就是具体的插入点
  • execution：处理Join Point的类型，例如call、execution
  • ( android.app.Activity.on**(..))：这个是最重要的表达式，第一个『\』表示返回值，『*』表示返回值为任意类型，后面这个就是典型的包名路径，其中可以包含『*』来进行通配，几个『*』没区别。同时，这里可以通过『&&、||、!』来进行条件组合。()代表这个方法的参数，你可以指定类型，例如android.os.Bundle，或者(..)这样来代表任意类型、任意个数的参数。
  • public void onActivityMethodBefore：实际切入的代码。

这里还有一些匹配规则，可以作为示例来进行讲解：

表达式 含义
java.lang.String 匹配String类型
java.*.String 匹配java包下的任何“一级子包”下的String类型，如匹配java.lang.String，但不匹配java.lang.ss.String
java..* 匹配java包及任何子包下的任何类型,如匹配java.lang.String、java.lang.annotation.Annotation
java.lang.*ing 匹配任何java.lang包下的以ing结尾的类型
java.lang.Number+ 匹配java.lang包下的任何Number的自类型，如匹配java.lang.Integer，也匹配java.math.BigInteger
参数 含义
() 表示方法没有任何参数
(..) 表示匹配接受任意个参数的方法
(..,java.lang.String) 表示匹配接受java.lang.String类型的参数结束，且其前边可以接受有任意个参数的方法
(java.lang.String,..) 表示匹配接受java.lang.String类型的参数开始，且其后边可以接受任意个参数的方法
(*,java.lang.String) 表示匹配接受java.lang.String类型的参数结束，且其前边接受有一个任意类型参数的方法

AspectJ实例

Before、After

这两个Advice应该是使用的最多的，所以，我们先来看下这两个Advice的实例，首先看下Before和After。

@Before("execution(* com.xys.aspectjxdemo.MainActivity.on*(android.os.Bundle))")
public void onActivityMethodBefore(JoinPoint joinPoint) throws Throwable {
    String key = joinPoint.getSignature().toString();
    Log.d(TAG, "onActivityMethodBefore: " + key);
}

@After("execution(* com.xys.aspectjxdemo.MainActivity.on*(android.os.Bundle))")
public void onActivityMethodAfter(JoinPoint joinPoint) throws Throwable {
    String key = joinPoint.getSignature().toString();
    Log.d(TAG, "onActivityMethodAfter: " + key);
}

经过上面的语法解释，现在看这个应该很好理解了，我们来看下编译后的类：

我们可以看见，在原始代码的基础上，增加了Before和After的代码，Log也能被正确的插入并打印出来。

Around

Before和After其实还是很好理解的，也就是在Pointcuts之前和之后，插入代码，那么Around呢，从字面含义上来讲，也就是在方法前后各插入代码，是的，他包含了Before和After的全部功能，代码如下：

@Around("execution(* com.xys.aspectjxdemo.MainActivity.testAOP())")
public void onActivityMethodAround(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint) throws Throwable {
    String key = proceedingJoinPoint.getSignature().toString();
    Log.d(TAG, "onActivityMethodAroundFirst: " + key);
    proceedingJoinPoint.proceed();
    Log.d(TAG, "onActivityMethodAroundSecond: " + key);
}

其中，proceedingJoinPoint.proceed()代表执行原始的方法，在这之前、之后，都可以进行各种逻辑处理。

原始代码：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        testAOP();
    }

    public void testAOP() {
        Log.d("xuyisheng", "testAOP");
    }
}

我们先来看下编译后的代码：

我们可以发现，Around确实实现了Before和After的功能，但是要注意的是，Around和After是不能同时作用在同一个方法上的，会产生重复切入的问题。

自定义Pointcuts

自定义Pointcuts可以让我们更加精确的切入一个或多个指定的切入点。

首先，我们需要自定义一个注解类，例如——DebugTool.java：

/**
 * 自定义AOP注解
 * <p>
 * Created by xuyisheng on 17/1/12.
 */

@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
@Target({ElementType.CONSTRUCTOR, ElementType.METHOD})
public @interface DebugTool {
}

然后在需要插入代码的地方使用这个注解：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        testAOP();
    }

    @DebugTool
    public void testAOP() {
        Log.d("xuyisheng", "testAOP");
    }
}

最后，我们来创建自己的切入文件。

@Pointcut("execution(@com.xys.aspectjxdemo.DebugTool * *(..))")
public void DebugToolMethod() {
}

@Before("DebugToolMethod()")
public void onDebugToolMethodBefore(JoinPoint joinPoint) throws Throwable {
    String key = joinPoint.getSignature().toString();
    Log.d(TAG, "onDebugToolMethodBefore: " + key);
}

先定义Pointcut，并申明要监控的方法名，最后，在Before或者其它Advice里面添加切入代码，即可完成切入。

编译好的代码如下：

通过这种方式，我们可以非常方便的监控指定的Pointcut，从而增加监控的粒度。

call和execution

在AspectJ的切入点表达式中，我们前面都是使用的execution，实际上，还有一种类型——call，那么这两种语法有什么区别呢，我们来试验下就知道了。

被切代码依然很简单：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        testAOP();
    }

    public void testAOP() {
        Log.d("xuyisheng", "testAOP");
    }
}

先来看execution，代码如下：

@Before("execution(* com.xys.aspectjxdemo.MainActivity.testAOP(..))")
public void methodAOPTest(JoinPoint joinPoint) throws Throwable {
    String key = joinPoint.getSignature().toString();
    Log.d(TAG, "methodAOPTest: " + key);
}

编译之后的代码如下所示：

再来看下call，代码如下：

@Before("call(* com.xys.aspectjxdemo.MainActivity.testAOP(..))")
public void methodAOPTest(JoinPoint joinPoint) throws Throwable {
    String key = joinPoint.getSignature().toString();
    Log.d(TAG, "methodAOPTest: " + key);
}

编译之后的代码如下所示：

其实对照起来看就一目了然了，execution是在被切入的方法中，call是在调用被切入的方法前或者后。

对于Call来说：

Call（Before）
Pointcut{
    Pointcut Method
}
Call（After）

对于Execution来说：

Pointcut{
  execution（Before）
    Pointcut Method
  execution（After）
}

切入点过滤与withincode

除了前面提到的call和execution，比较常用的还有一个withincode。这个语法通常来进行一些切入点条件的过滤，作更加精确的切入控制。我们可以参考下面这个例子：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        testAOP1();
        testAOP2();
    }

    public void testAOP() {
        Log.d("xuyisheng", "testAOP");
    }

    public void testAOP1() {
        testAOP();
    }

    public void testAOP2() {
        testAOP();
    }
}

testAOP1()和testAOP2()都调用了testAOP()方法，但是，现在想在testAOP2()方法调用testAOP()方法的时候，才切入代码，那么这个时候，就需要使用到Pointcut和withincode组合的方式，来精确定位切入点。

// 在testAOP2()方法内
@Pointcut("withincode(* com.xys.aspectjxdemo.MainActivity.testAOP2(..))")
public void invokeAOP2() {
}

// 调用testAOP()方法的时候
@Pointcut("call(* com.xys.aspectjxdemo.MainActivity.testAOP(..))")
public void invokeAOP() {
}

// 同时满足前面的条件，即在testAOP2()方法内调用testAOP()方法的时候才切入
@Pointcut("invokeAOP() && invokeAOP2()")
public void invokeAOPOnlyInAOP2() {
}

@Before("invokeAOPOnlyInAOP2()")
public void beforeInvokeAOPOnlyInAOP2(JoinPoint joinPoint) {
    String key = joinPoint.getSignature().toString();
    Log.d(TAG, "onDebugToolMethodBefore: " + key);
}

我们再来看下编译后的代码：

我们可以看见，只有在testAOP2()方法中被插入了代码，这就做到了精确条件的插入。

异常处理AfterThrowing

AfterThrowing是一个比较少见的Advice，他用于处理程序中未处理的异常，记住，这点很重要，是未处理的异常，具体原因，我们等会看反编译出来的代码就知道了。我们随手写一个异常，代码如下：

public void testAOP() {
    View view = null;
    view.animate();
}

然后使用AfterThrowing来进行AOP代码的编写：

@AfterThrowing(pointcut = "execution(* com.xys.aspectjxdemo.*.*(..))", throwing = "exception")
public void catchExceptionMethod(Exception exception) {
    String message = exception.toString();
    Log.d(TAG, "catchExceptionMethod: " + message);
}

这段代码很简单，同样是使用我们前面类似的表达式，但是这里是为了处理异常，所以，使用了*.*来进行通配，在异常中，我们执行一行日志，编译好的代码如下：

我们可以看见com.xys.aspectjxdemo包下的所有方法都被加上了try catch，同时，在catch中，被插入了我们切入的代码，但是最后，他依然会throw e，也就是说，这个异常已经会被抛出去，崩溃依旧是会发生的。同时，如果你的原始代码中已经try catch了，那么同样也无法处理，具体原因，我们看一个反编译的代码：

可以看见，实际上，原始代码的catch中，又被套了一层try catch，所以，e.printStackTrace()被try catch，也就不会再有异常发生了，也就无法切入了。

AspectJX使用案例

目前鄙司的很多项目都已经使用了这套AOP方案，例如基于AOP的动态权限管理、基于AOP的业务数据埋点、基于AOP的性能监测系统等等。

现在已经开源了一部分基于AOP的动态权限管理的源码，但由于需要剥离业务代码，所以后面会更加完善这功能代码，大家可以继续关注，github地址如下所示：

github.com/firefly1126…

其它的AOP项目陆续开源中，大家可以持续关注~

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