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AspectJ在Android 中的使用攻略

资讯作者：CSDN 2021-06-28 09:58:43 阅读：804

作者 | 唯鹿责编 | 欧阳姝黎

出品 | CSDN博客

AOP（aspect-oriented programming），指的是面向切面编程。而AspectJ是实现AOP的其中一款框架，内部通过处理字节码实现代码注入。

AspectJ从2001年发展至今，已经非常成熟稳定，同时使用简单是它的一大优点。至于它的使用场景，可以看本文中的一些小例子，获取能给你启发。

集成AspectJ

使用插件gradle-android-aspectj-plugin

这种方式接入简单。但是此插件截止目前已经一年多没有维护了，考虑到AGP的兼容性，害怕以后无法使用。这里就不推荐了。（这里存在特殊情况，文章后面会提到。）

常规的Gradle 配置方式

这种方法相对配置会多一些，但相对可控。

首先在项目根目录的build.gradle中添加：

classpath "com.android.tools.build:gradle:4.2.1"classpath 'org.aspectj:aspectjtools:1.9.6'

然后在app的build.gradle中添加：

dependencies {    ...    implementation 'org.aspectj:aspectjrt:1.9.6'}
import org.aspectj.bridge.IMessageimport org.aspectj.bridge.MessageHandlerimport org.aspectj.tools.ajc.Main
final def log = project.loggerfinal def variants = project.android.applicationVariants
variants.all { variant ->  // 注意这里控制debug下生效，可以自行控制是否生效    if (!variant.buildType.isDebuggable()) {        log.debug("Skipping non-debuggable build type '${variant.buildType.name}'.")        return    }
    JavaCompile javaCompile = variant.javaCompileProvider.get()    javaCompile.doLast {        String[] args = ["-showWeaveInfo",                         "-1.8",                         "-inpath", javaCompile.destinationDir.toString(),                         "-aspectpath", javaCompile.classpath.asPath,                         "-d", javaCompile.destinationDir.toString(),                         "-classpath", javaCompile.classpath.asPath,                         "-bootclasspath", project.android.bootClasspath.join(File.pathSeparator)]        log.debug "ajc args: " + Arrays.toString(args)
        MessageHandler handler = new MessageHandler(true)        new Main().run(args, handler)        for (IMessage message : handler.getMessages(null, true)) {            switch (message.getKind()) {                case IMessage.ABORT:                case IMessage.ERROR:                case IMessage.FAIL:                    log.error message.message, message.thrown                    break                case IMessage.WARNING:                    log.warn message.message, message.thrown                    break                case IMessage.INFO:                    log.info message.message, message.thrown                    break                case IMessage.DEBUG:                    log.debug message.message, message.thrown                    break            }        }    }}

在 module 使用的话一样需要添加配置代码（略有不同）：

dependencies {  ...    implementation 'org.aspectj:aspectjrt:1.9.6'
}
import org.aspectj.bridge.IMessageimport org.aspectj.bridge.MessageHandlerimport org.aspectj.tools.ajc.Main
final def log = project.logger
android.libraryVariants.all{ variant ->    if (!variant.buildType.isDebuggable()) {        log.debug("Skipping non-debuggable build type '${variant.buildType.name}'.")        return    }
    JavaCompile javaCompile = variant.javaCompileProvider.get()    javaCompile.doLast {        String[] args = ["-showWeaveInfo",                         "-1.8",                         "-inpath", javaCompile.destinationDir.toString(),                         "-aspectpath", javaCompile.classpath.asPath,                         "-d", javaCompile.destinationDir.toString(),                         "-classpath", javaCompile.classpath.asPath,                         "-bootclasspath", project.android.bootClasspath.join(File.pathSeparator)]
        log.debug "ajc args: " + Arrays.toString(args)
        MessageHandler handler = new MessageHandler(true)        new Main().run(args, handler)        for (IMessage message : handler.getMessages(null, true)) {            switch (message.getKind()) {                case IMessage.ABORT:                case IMessage.ERROR:                case IMessage.FAIL:                    log.error message.message, message.thrown                    break                case IMessage.WARNING:                    log.warn message.message, message.thrown                    break                case IMessage.INFO:                    log.info message.message, message.thrown                    break                case IMessage.DEBUG:                    log.debug message.message, message.thrown                    break            }        }    }}

AspectJ基础语法

Join Points

连接点，用来连接我们需要操作的位置。比如连接普通方法、构造方法还是静态初始化块等位置，以及是调用方法外部还是调用方法内部。常用类型有Method call、Method execution、Constructor call、Constructor execution等。

Pointcuts

切入点，是带条件的Join Points，确定切入点位置。

execution和call的区别如下图：

Pattern规则如下：

上表中中括号为可选项，没有可以不写
方法匹配例子：

1) java.*.Date：可以表示java.sql.Date，也可以表示java.util.Date  2) Test*：可以表示TestBase，也可以表示TestDervied  3) java..*：表示java任意子类4) java..*Model+：表示Java任意package中名字以Model结尾的子类，比如TabelModel，TreeModel 等

参数匹配例子：

1) (int, char)：表示参数只有两个，并且第一个参数类型是int，第二个参数类型是char 2) (String, ..)：表示至少有一个参数。并且第一个参数类型是String，后面参数类型不限.3) ..代表任意参数个数和类型  4) (Object ...)：表示不定个数的参数，且类型都是Object，这里的...不是通配符，而是Java中代表不定参数的意思

Advice

用来指定代码插入到Pointcuts的什么位置。

After、Before 示例

这里我们实现一个功能，在所有Activity的onCreate方法中添加Trace方法，来统计onCreate方法耗时。

@Aspect // <-注意添加，才会生效参与编译public class TraceTagAspectj {
    @Before("execution(* android.app.Activity+.onCreate(..))")    public void before(JoinPoint joinPoint) {        Trace.beginSection(joinPoint.getSignature().toString());    }
    @After("execution(* android.app.Activity+.onCreate(..))")    public void after() {        Trace.endSection();    }}

编译后的class代码如下：

可以看到经过处理后，它并不会直接把 Trace 函数直接插入到代码中，而是经过一系列自己的封装。如果想针对所有的函数都做插桩，AspectJ 会带来不少的性能影响。
不过大部分情况，我们可能只会插桩某一小部分函数，这样 AspectJ 带来的性能影响就可以忽略不计了。

AfterReturning示例

获取切点的返回值，比如这里我们获取TextView，打印它的text值。

private TextView testAfterReturning() {    return findViewById(R.id.tv);}


@Aspectpublic class TextViewAspectj {
    @AfterReturning(pointcut = "execution(* *..*.testAfterReturning())", returning = "textView") // "textView"必须和下面参数名称一样    public void getTextView(TextView textView) {        Log.d("weilu", "text--->" + textView.getText().toString());    }}

编译后的class代码如下：

log打印：

使用@AfterReturning你可以对方法的返回结果做一些修改（注意是“=”赋值，String无法通过此方法修改）。

AfterThrowing示例

当方法执行出现异常，且异常没有处理时，可以使用@AfterThrowing。比如下面的例子中，我们捕获异常并上报（这里用log输出实现）

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.activity_main);        testAfterThrowing();    }
    private void testAfterThrowing() {        TextView textView = null;        textView.setText("aspectj");    }}


@Aspectpublic class ReportExceptionAspectj {
    @AfterThrowing(pointcut = "call(* *..*.testAfterThrowing())", throwing = "throwable")  // "throwable"必须和下面参数名称一样    public void reportException(Throwable throwable) {        Log.e("weilu", "throwable--->" + throwable);    }}

log打印

这里要注意的是，程序最终还是会崩溃，因为最后执行了throw var3。如果你想不崩溃，可以使用@Around。

Around示例

接着上面的例子，我们这次直接try catch住异常代码：

@Aspectpublic class TryCatchAspectj {        @Pointcut("execution(* *..*.testAround())")    public void methodTryCatch() {    }
    @Around("methodTryCatch()")    public void aroundTryJoinPoint(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {                try {             joinPoint.proceed(); // <- 调用原代码         } catch (Exception e) {              e.printStackTrace();         }    }}

编译后的class代码如下：

@Around 明显更加灵活，我们可以自定义，实现"偷梁换柱"的效果，比如上面提到的替换方法的返回值。

进阶

withincode

withincode表示某个方法执行过程中涉及到的JPoint，通常用来过滤切点。例如我们有一个Person对象：

public class Person {
    private String name;    private int age;
    public Person() {        this.name = "weilu";        this.age = 18;    }
    public String getName() {        return name;    }
    public void setName(String name) {        this.name = name;    }
    public int getAge() {        return age;    }
    public void setAge(int age) {        this.age = age;    }}

Person对象中有两处set age的地方，如果我们只想让构造方法的生效，让setAge方法失效，可以使用@Around("execution(* com.weilu.aspectj.demo.Person.setAge(..))")不过如果有更多处set age的地方，我们这样一个个去匹配就很麻烦。

这里就可以考虑使用set这个Pointcuts：

public class FieldAspectJ {
@Around("set(int com.weilu.aspectj.demo.Person.age)")public void aroundFieldSet(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {        Log.e("weilu", "around->" + joinPoint.getTarget().toString() + "#" + joinPoint.getSignature().getName());    }}

由于set(FieldPattern)的FieldPattern限制，不能指定参数，这样会将所有的set age都切入：

这时就可以使用withincode添加过滤条件：

@Aspectpublic class FieldAspectJ {
@Pointcut("!withincode(com.weilu.aspectj.demo.Person.new())")public void invokePerson() {    }
@Around("set(int com.weilu.aspectj.demo.Person.age) && invokePerson()")public void aroundFieldSet(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {        Log.e("weilu", "around->" + joinPoint.getTarget().toString() + "#" + joinPoint.getSignature().getName());    }}

结果如下：

还有一个within，它和withincode类似。不同的是，它的范围是类，而withincode是方法。例如：within(com.weilu.activity.*)表示此包下任意的JPoint。

args

用来指定当前执行方法的参数条件。比如上一个例子中，如果需要指定第一个参数是int，后面参数不限。就可以这样写。

@Around("execution(* com.weilu.aspectj.withincode.Person.setAge(..)) && args(int,..)")

cflow

cflow是call flow的意思，cflow的条件是一个pointcut

举一个例子来说明一下它的用途，a方法中调用了b、c、d方法。此时要统计各个方法的耗时，如果按之前掌握的语法，我们最多需要写四个Pointcut，方法越多越麻烦。

使用cflow，我们可以方便的掌握方法的“调用流”。我们测试方法如下：

private void test() {    testAfterReturning();    testAround();    testWithInCode();}

实现如下：

@Aspectpublic class TimingAspect {
@Around("execution(* *(..)) && cflow(execution(* com.weilu.aspectj.demo.MainActivity.test(..)))")public Object measureExecutionTime(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {long startTime = currentTimeMillis();        Object result = joinPoint.proceed();long endTime = currentTimeMillis();        Log.e("weilu", joinPoint.getSignature().toString() + " -> " + (endTime - startTime) + " ms");return result;    }
}

cflow(execution(* com.weilu.aspectj.demo.MainActivity.test(..)))表示调用test方法时所包含的JPoint，包括自身JPoint。

execution(* *(..))的作用是去除TimingAspect自身的代码，避免自己拦截自己，形成死循环。

log结果如下：

还有一个cflowbelow，它和cflow类似。不同的是，它不包括自身JPoint。也就是例子中不会获取test方法的耗时。

实战

拦截点击

拦截点击的目的是避免因快速点击控件，导致重复执行点击事件。例如打开多次页面，弹出多次弹框，请求多次接口，我之前发现在部分机型上，很容易复现此类情况。所以避免抖动这算是项目中的一个常见需求。

例如butterknife中就自带DebouncingOnClickListener来避免此类问题。

如果你已不在使用butterknife，也可以复制这段代码。一个个的替换已有的View.OnClickListener。还有以前使用Rxjava操作符来处理防抖。但这些方式侵入式大且替换的工作量也大。

这种场景就可以考虑AOP的方式处理。拦截onClick方法，判断是否可以点击。


@Aspectpublic class InterceptClickAspectJ {
// 最后一次点击的时间private Long lastTime = 0L;// 点击间隔时长private static final Long INTERVAL = 300L;
@Around("execution(* android.view.View.OnClickListener.onClick(..))")public void clickIntercept(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {// 大于间隔时间可点击if (System.currentTimeMillis() - lastTime >= INTERVAL) {// 记录点击时间            lastTime = System.currentTimeMillis();// 执行点击事件            joinPoint.proceed();        } else {            Log.e("weilu", "重复点击");        }    }
}

实现代码很简单，效果如下：

考虑到有些view的点击事件不需要防抖，例如checkBox。否则checkBox状态变了，但事件没有执行。我们可以定义一个注解，用withincode过滤有此注解的方法。具体需求可以根据实际项目自行拓展，这里仅提供思路。

埋点

前面的例子中都是无侵入的方式使用AspectJ。这里说一下侵入式的方式，简单说就是使用自定义注解，用注解作为切入点的规则。（其实也可以自定义一种方法命名，来当做切入规则）

首先定义两个注解，一个用来传固定参数比如eventName、eventId，同时负责当做切入点，一个用来传动态参数的key。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface TrackEvent {    /**     * 事件名称     */    String eventName() default "";
    /**     * 事件id     */    String eventId() default "";}
@Target(ElementType.PARAMETER)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface TrackParameter {
    String value() default "";
}

Aspectj代码如下：

@Aspectpublic class TrackEventAspectj {
    @Around("execution(@com.weilu.aspectj.tracking.TrackEvent * *(..))")    public void trackEvent(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {        MethodSignature signature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
        // 获取方法上的注解        TrackEvent trackEvent = signature.getMethod().getAnnotation(TrackEvent.class);
        String eventName = trackEvent.eventName();        String eventId = trackEvent.eventId();
        JSONObject params = new JSONObject();        params.put("eventName", eventName);        params.put("eventId", eventId);
        // 获取方法参数的注解        Annotation[][] parameterAnnotations = signature.getMethod().getParameterAnnotations();
        if (parameterAnnotations.length != 0) {            int i = 0;            for (Annotation[] parameterAnnotation : parameterAnnotations) {                for (Annotation annotation : parameterAnnotation) {                    if (annotation instanceof TrackParameter) {                        // 获取key value                        String key = ((TrackParameter) annotation).value();                        params.put(key, joinPoint.getArgs()[i++]);                    }                }            }        }
        // 上报        Log.e("weilu", "上报数据---->" + params.toString());
        try {            joinPoint.proceed();        } catch (Throwable throwable) {            throwable.printStackTrace();        }    }}

使用方法：

@TrackEvent(eventName = "点击按钮", eventId = "100")private void trackMethod(@TrackParameter("uid") int uid, String name) {        Intent intent = new Intent(this, KotlinActivity.class);        intent.putExtra("uid", uid);        intent.putExtra("name", name);        startActivity(intent);    }  trackMethod(10, "weilu");

结果如下：

由于匹配key value的代码问题，建议将需要动态传入的参数都写在前面，避免下标越界。

还有一些使用场景，比如权限控制。总结一下，AOP适合将一些通用逻辑分离出来，然后通过AOP将此部分注入到业务代码中。这样我们可以更加注重业务的实现，代码也显得清晰起来。

其他问题

lambda

如果我们代码中有使用lambda，例如点击事件会变为：

tv.setOnClickListener(v -> Log.e("weilu", "点击事件执行"));

这样之前的点击切入点就无效了，这里涉及到D8这个脱糖工具和invokedynamic字节码指令相关知识，这里我也无法说的清楚详细。简单说使用lambda会生成lambda$开头的中间方法，所以只能如下处理：

@Around("execution(* *..lambda$*(android.view.View))")

这种暂时处理起来比较麻烦，且可以看出容错率也比较低，很容易切入其他无关方法，所以建议AOP不要使用lambda。

配置

一开始介绍了两种配置，虽说AspectJX插件最近不太维护了，但是它的支持了AAR、JAR及Kotlin的切入，而默认仅是对自己的代码进行切入。

在AspectJ常规配置中有这样的代码："-inpath", javaCompile.destinationDir.toString()，代表只对源文件进行织入。在查看Aspectjx源码时，发现在“-inputs”配置加入了.jar文件，使得class类可以被织入代码。这么理解来看，AspectJ也是支持对class文件的织入的，只是需要对它进行相关的配置，而配置比较繁琐，所以诞生了AspectJx等插件。

例如Kotlin在需要在常规的Gradle 配置上增加如下配置：

def buildType = variant.buildType.nameString[] kotlinArgs = ["-showWeaveInfo","-1.8","-inpath", project.buildDir.path + "/tmp/kotlin-classes/" + buildType,"-aspectpath", javaCompile.classpath.asPath,"-d", project.buildDir.path + "/tmp/kotlin-classes/" + buildType,"-classpath", javaCompile.classpath.asPath,"-bootclasspath", project.android.bootClasspath.join(File.pathSeparator)]MessageHandler handler = new MessageHandler(true)new Main().run(kotlinArgs, handler)

同时注意用kotlin写对应的Aspect类，毕竟你需要注入的是kotlin代码，用java的肯定不行，但是反过来却可行。

建议有AAR、JAR及Kotlin需求的使用插件方式，即使后期无人维护，可自行修改源码适配GAP，相对难度不大。

这部分内容较多同时也比较枯燥，断断续续整理了一周的时间。基本介绍了AspectJ在Android 中的配置，以及常用的语法与使用场景。对于应用AspectJ来说够用了。

最后本篇涉及的代码都已上传至Github，有兴趣的同学可以用做参考。

参考

AOP之AspectJ在Android中的应用
AOP 之 AspectJ 全面剖析 in Android
编译插桩的三种方法：AspectJ、ASM、ReDex
Android 引入AspectJ的记录

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