Spring AOP源码分析（二）：AOP的三种配置方式与内部解析实现

朱雀 2022-03-11 12:20 212阅读 0赞

### AOP配置 ###

*  在应用代码中，可以通过在spring的XML配置文件applicationContext.xml或者基于注解方式来配置AOP。
 *  AOP配置的核心元素为：pointcut，advisor，aspect，pointcut用于定义需要该辅助功能的类或方法集合；advisor则是将advice和pointcut结合起来，在spring的IOC容器启动时，为pointcut匹配的类生成代理对象，使用拦截器拦截对应的方法的执行，将辅助功能advice添加进去；aspect表示一个完整切面，即在aspect对应的类中定义辅助方法advice，然后在aspect中组装到pointcut拦截的方法集合中。

#### 一、XML配置方式 ####

*  在applicationContext.xml配置文件中配置AOP，所有配置都在<aop:config >命名空间内，其中可以通过aspect或者advisor两种方式来配置，二者是等价的。

##### 基于aspect配置 #####

*  增强配置类AnnotationAOPXmlConfig定义：
    
        package com.yzxie.demo.aop;
        
        /* * 切面支持类 */
        public class AnnotationAOPXmlConfig { 
        
            // 切点的方法执行前执行
            public void beforeAdivce(){ 
                System.out.println("注解类型前置增强");
            }
            
            // 切点的方法执行后执行
            public void afterAdivce(){ 
                System.out.println("注解类型后置增强");
            }
            
            // 切点的方法返回后执行
            public void afterReturningAdivce(){ 
                System.out.println("方法返回后执行");
            }
            
            // 切点的方法执行抛异常时执行
            public void afterThrowingAdivce(){ 
                System.out.println("方法执行抛异常");
            }
            
            // 切点的方法执行前后均执行
            public void aroundAdvice(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable{ 
                System.out.println("注解类型环绕增强，方法执行前");
                
                //执行实际的目标方法
                pjp.proceed();
                
                System.out.println("注解类型环绕增强，方法执行后");
            }
        }
 *  xml配置：基于aspect配置
    
        
        <bean id="annotationAOPXmlConfig" class="com.yzxie.demo.aop.AnnotationAOPXmlConfig" />
        
        <aop:config>
        
            
            <aop:pointcut id="targetMethod" expression="execution(* *.testAOP(..))" />
            
            
            <aop:aspect ref="annotationAOPXmlConfig">
                
                <aop:before method="beforeAdivce" pointcut-ref="targetMethod"/>
                
                <aop:after method="afterAdivce" pointcut-ref="targetMethod"/>
                
                <aop:around method="afterAdivce" pointcut-ref="embark"/>
                
                <aop:returning method="afterReturningAdivce" pointcut-ref="targetMethod"/>
                
                <aop:throwing method="afterThrowingAdivce" pointcut-ref="targetMethod"/>
            </aop:aspect>
        </aop:config>

##### 基于advisor配置 #####

*  与aspect不同的是，需要对每个advice都定义一个类，然后使用advisor组装到pointcut拦截的方法。
 *  辅助方法对应的类定义：其中一个环绕增强AroundAdvice定义。
    
        package com.yzxie.demo.aop.advice;
        
        import java.lang.reflect.Method;
        import org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor;
        import org.aopalliance.intercept.MethodInvocation;
        
        // 切点的方法执行前后均执行
        public class AroundAdvice implements MethodInterceptor { 
        
            public Object invoke(MethodInvocation arg0) throws Throwable { 
                System.out.println("注解类型环绕增强，方法执行前");
                    
                //执行实际的目标方法
                pjp.proceed();
                
                System.out.println("注解类型环绕增强，方法执行后");
            }
        }
 *  xml配置：
    
        <bean id="aroundAdvice" class="com.yzxie.demo.aop.advice.AroundAdvice" />
            
        
        <aop:config>
            
            <aop:pointcut id="targetMethod" expression="execution(* *.testAOP(..))" />
            
                   
            <aop:advisor advice-ref="aroundAdvice" pointcut-ref="targetMethod"/>
            
            
        </aop:config>

#### 二、基于注解的配置方式 ####

*  为了在spring中启动对@AspectJ注解支持，需要在类加载路径下新增两个AspectJ库：aspectjweaver.jar和aspectjrt.jar。除此之外，Spring AOP还需要依赖一个aopalliance.jar包
 *  基于注解的配置通常也需要先在spring的XML配置文件中配置来开启基于注解的配置开关。如下：
    
        <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
        <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context" xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-4.3.xsd http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-4.3.xsd">
                
            
            <context:component-scan base-package="com.yzxie.demo.aop"/>
            
            
            <aop:aspectj-autoproxy/>
        </beans>
 *  基于以上配置，在com.yzxie.demo.aop包下定义一个AOP配置类，其中需要同时使用@Component和@Aspect注解，如下：
    
        package com.yzxie.demo.aop;
        
        import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
        import org.aspectj.lang.annotation.After;
        import org.aspectj.lang.annotation.Around;
        import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
        import org.aspectj.lang.annotation.Before;
        import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
        import org.springframework.stereotype.Component;
        
        @Component
        @Aspect
        public class AnnotationAOPConfig { 
        
            //定义切点，即拦截所有方法名为testAOP的方法的执行
            @Pointcut("execution(* *.testAOP(..))")
            public void targetMethod(){ }
            
            // 切点的方法执行前执行
            @Before("targetMethod()")
            public void beforeAdivce(){ 
                System.out.println("注解类型前置增强");
            }
            
            // 切点的方法执行后执行
            @After("targetMethod()")
            public void afterAdivce(){ 
                System.out.println("注解类型后置增强");
            }
            
            // 切点的方法返回后执行
            @AfterRunning("targetMethod()")
            public void afterReturningAdivce(){ 
                System.out.println("方法返回后执行");
            }
            
            // 切点的方法执行抛异常时执行
            @AfterThrowing("targetMethod()")
            public void afterThrowingAdivce(){ 
                System.out.println("方法执行抛异常");
            }
            
            // 切点的方法执行前后均执行
            @Around("targetMethod()")
            public void aroundAdvice(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable{ 
                System.out.println("注解类型环绕增强，方法执行前");
                
                //执行实际的目标方法
                pjp.proceed();
                
                System.out.println("注解类型环绕增强，方法执行后");
            }
        }

### 内部源码解析 ###

*  在内部源码实现当中，主要是在spring容器启动，加载解析applicationContext.xml时，解析对应的标签来完成AOP相关组件的加载。
 *  与spring的其他标签解析规则一样，在spring-aop源码包的META-INF目录的spring.handlers文件中定义aop命令空间解析器：
    
        http\://www.springframework.org/schema/aop=org.springframework.aop.config.AopNamespaceHandler
 *  AopNamespaceHandler在spring-aop的config包内定义，定义如下：
    
        public class AopNamespaceHandler extends NamespaceHandlerSupport { 
        
        	/** * Register the {@link BeanDefinitionParser BeanDefinitionParsers} for the * '{@code config}', '{@code spring-configured}', '{@code aspectj-autoproxy}' * and '{@code scoped-proxy}' tags. */
        	@Override
        	public void init() { 
        		// In 2.0 XSD as well as in 2.1 XSD.
        		// aop:config
        		registerBeanDefinitionParser("config", new ConfigBeanDefinitionParser());
        		
        		// aop:aspectj-autoproxy
        		registerBeanDefinitionParser("aspectj-autoproxy", new AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser());
        		
        		// aop:scoped-proxy
        		registerBeanDefinitionDecorator("scoped-proxy", new ScopedProxyBeanDefinitionDecorator());
        
        		// Only in 2.0 XSD: moved to context namespace as of 2.1
        		// aop:spring-configured
        		registerBeanDefinitionParser("spring-configured", new SpringConfiguredBeanDefinitionParser());
        	}
        }

#### aop:config标签解析 ####

*  aop:config的解析器为ConfigBeanDefinitionParser，主要用于解析aop:config内部各标签并生成对应的bean对象，注册到spring的IOC容器中，具体逻辑在parse方法定义：
    
        public BeanDefinition parse(Element element, ParserContext parserContext) { 
        	CompositeComponentDefinition compositeDef =
        			new CompositeComponentDefinition(element.getTagName(), parserContext.extractSource(element));
        	parserContext.pushContainingComponent(compositeDef);
        
        	// 配置用于将pointcut匹配的bean生成对应的Proxy代理对象的BeanPostProcessor，
        	// 该BeanPostProcessor具体为AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator
        	configureAutoProxyCreator(parserContext, element);
        
        	List<Element> childElts = DomUtils.getChildElements(element);
        	for (Element elt: childElts) { 
        		String localName = parserContext.getDelegate().getLocalName(elt);
        		// 处理pointcut
        		if (POINTCUT.equals(localName)) { 
        			parsePointcut(elt, parserContext);
        		}
        		// 处理advisor
        		else if (ADVISOR.equals(localName)) { 
        			parseAdvisor(elt, parserContext);
        		}
        		// 处理aspect
        		else if (ASPECT.equals(localName)) { 
        			parseAspect(elt, parserContext);
        		}
        	}
        
        	parserContext.popAndRegisterContainingComponent();
        	return null;
        }
 *  核心逻辑为：首先创建一个BeanPostProcessor接口的实现类AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator的对象注册到spring中，具体为BeanPostProcessor的子接口InstantiationAwareBeanPostProcessor接口的实现类。
 *  AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator的作用是在spring创建每个bean对象实例时，都检查一下是否在pointcut的拦截范围内，如果存在则需要结合advisor获取辅助方法为该bean对象创建对应的代理对象来注册到spring的IOC容器，即实际注册到spring的IOC容器的不是bean对象自身而是该代理对象，AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator的核心方法为postProcessBeforeInstantiation：
    
        // 在bean对象实例的创建过程中，在创建bean对象实例之前，先调用这个方法，看是否需要创建一个AOP代理对象直接返回
        @Override
        public Object postProcessBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) { 
        	Object cacheKey = getCacheKey(beanClass, beanName);
        	
        	// 返回null，则表示不是AOP的目标对象，不需要创建代理对象
        	if (!StringUtils.hasLength(beanName) || !this.targetSourcedBeans.contains(beanName)) { 
        		if (this.advisedBeans.containsKey(cacheKey)) { 
        			return null;
        		}
        		if (isInfrastructureClass(beanClass) || shouldSkip(beanClass, beanName)) { 
        			this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
        			return null;
        		}
        	}
        
        	// Create proxy here if we have a custom TargetSource.
        	// Suppresses unnecessary default instantiation of the target bean:
        	// The TargetSource will handle target instances in a custom fashion.
        	TargetSource targetSource = getCustomTargetSource(beanClass, beanName);
        	if (targetSource != null) { 
        		if (StringUtils.hasLength(beanName)) { 
        			this.targetSourcedBeans.add(beanName);
        		}
        
        		// specificInterceptors类型为Advisor[]，是当前bean需要的辅助功能列表
        		// 因为Advisor集成了pointcut和advice，故可以知道当前bean是否在pointcut拦截范围内，
        		// 如果在获取配置对应的advice列表，该列表作为代理对象的interceptor方法拦截器
        		// getAdvicesAndAdvisorsForBean由子类实现
        		Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(beanClass, beanName, targetSource);
        
        		// 基于以上辅助功能列表，创建该bean对应的代理对象proxy
        		Object proxy = createProxy(beanClass, beanName, specificInterceptors, targetSource);
        		this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
        
        		// 只有创建了proxy，才不返回null
        		return proxy;
        	}
        
        	return null;
        }
 *  其次是解析aop:config内部的aop:pointcut，aop:advisor，aop:aspect子标签，生成的advisors注册到spring的IOC容器中。advisors是在上面AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator的postProcessBeforeInstantiation方法中创建目标bean对象的代理对象时使用。

#### aop:aspect-autoproxy标签解析和@AspectJ注解处理 ####

*  aop:aspect-autoproxy标签解析器为AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser，AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser也是通过注册一个BeanPostProcess接口的实现类AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator到spring容器。其中AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator继承于AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator，由上面分析可知AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator是aop:config的解析器。
 *  由于继承于AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator，所以也是在postProcessBeforeInstantiation方法中判断是否需要为给定的bean对象创建对应的代理对象注册到spring的IOC容器。
 *  由上面的分析可知，基于aop:config配置的方式，由于aop:pointcut, aop:advisor, aop:aspect都已在applicationContext.xml配置文件中配置好了，所以直接是在parser，即ConfigBeanDefinitionParser中解析生成对应的advisors。
 *  而基于@AspectJ注解方式配置pointcut, advisor时，是使用懒加载的方式，即在spring的IOC容器创建bean对象时，通过AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator来获取@AspectJ注解的类并获取其内部的poitcut，advice等配置，即PointCut，@Before，@After等注解的处理，创建对应的advisors集合并缓存起来实现只懒加载一次，之后这些advisors可以直接使用。具体在findCandidateAdvisors方法定义，如下，然后在创建代理对象时使用。
    
        protected List<Advisor> findCandidateAdvisors() { 
        	// Add all the Spring advisors found according to superclass rules.
        	List<Advisor> advisors = super.findCandidateAdvisors();
        	// Build Advisors for all AspectJ aspects in the bean factory.
        	if (this.aspectJAdvisorsBuilder != null) { 
        	
        	    // 检查@Aspect注解的类并解析其内部使用了@Around, @Before,
        	    // @After, @AfterReturning, @AfterThrowing注解的方法作为advisors
        		advisors.addAll(this.aspectJAdvisorsBuilder.buildAspectJAdvisors());
        	}
        	return advisors;
        }
 *  this.aspectJAdvisorsBuilder.buildAspectJAdvisors()的方法核心实现：从spring的IOC容器中获取使用了@Aspect注解的bean，然后解析该bean对象内部使用了@Around, @Before, @After, @AfterReturning, @AfterThrowing注解的方法并生成对应的advisors。
    
        // 遍历spring的IOC容器的所有bean对象，如使用了@Component注解的类就在其中
        for (String beanName : beanNames) { 
        
        	...
        
        	// 检查给定的bean对象所在类是否使用了@Aspect注解
        	if (this.advisorFactory.isAspect(beanType)) { 
        		aspectNames.add(beanName);
        		AspectMetadata amd = new AspectMetadata(beanType, beanName);
        		if (amd.getAjType().getPerClause().getKind() == PerClauseKind.SINGLETON) { 
        			MetadataAwareAspectInstanceFactory factory =
        					new BeanFactoryAspectInstanceFactory(this.beanFactory, beanName);
        
        			// 获取所有使用了@Around, @Before, @After, @AfterReturning, @AfterThrowing注解的方法
        			List<Advisor> classAdvisors = this.advisorFactory.getAdvisors(factory);
        			if (this.beanFactory.isSingleton(beanName)) { 
        				this.advisorsCache.put(beanName, classAdvisors);
        			}
        			else { 
        				this.aspectFactoryCache.put(beanName, factory);
        			}
        			advisors.addAll(classAdvisors);
        		}
        		else { 
        		
        			...
        			
        			MetadataAwareAspectInstanceFactory factory =
        					new PrototypeAspectInstanceFactory(this.beanFactory, beanName);
        			this.aspectFactoryCache.put(beanName, factory);
        
        			// 获取所有使用了@Around, @Before, @After, @AfterReturning, @AfterThrowing注解的方法
        			advisors.addAll(this.advisorFactory.getAdvisors(factory));
        		}
        	}
        }