Spring AOP详细介绍

àì夳堔傛蜴生んèń 2022-04-24 03:46 200阅读 0赞

## **什么是AOP** ##

AOP（Aspect-OrientedProgramming，面向切面编程），可以说是OOP（Object-Oriented Programing，面向对象编程）的补充和完善。OOP引入封装、继承和多态性等概念来建立一种对象层次结构，用以模拟公共行为的一个集合。当我们需要为分散的对象引入公共行为的时候，OOP则显得无能为力。也就是说，OOP允许你定义从上到下的关系，但并不适合定义从左到右的关系。例如日志功能。日志代码往往水平地散布在所有对象层次中，而与它所散布到的对象的核心功能毫无关系。对于其他类型的代码，如安全性、异常处理和透明的持续性也是如此。这种散布在各处的无关的代码被称为横切（cross-cutting）代码，在OOP设计中，它导致了大量代码的重复，而不利于各个模块的重用。

而AOP技术则恰恰相反，它利用一种称为“横切”的技术，剖解开封装的对象内部，并将那些影响了多个类的公共行为封装到一个可重用模块，并将其名为“Aspect”，即方面。所谓“方面”，简单地说，就是将那些与业务无关，却为业务模块所共同调用的逻辑或责任封装起来，便于减少系统的重复代码，降低模块间的耦合度，并有利于未来的可操作性和可维护性。AOP代表的是一个横向的关系，如果说“对象”是一个空心的圆柱体，其中封装的是对象的属性和行为；那么面向方面编程的方法，就仿佛一把利刃，将这些空心圆柱体剖开，以获得其内部的消息。而剖开的切面，也就是所谓的“方面”了。然后它又以巧夺天功的妙手将这些剖开的切面复原，不留痕迹。

## **一 AOP的基本概念** ##

*  (1)Aspect(切面):通常是一个类，里面可以定义切入点和通知
 *  (2)JointPoint(连接点):程序执行过程中明确的点，一般是方法的调用
 *  (3)Advice(通知):AOP在特定的切入点上执行的增强处理，有before,after,afterReturning,afterThrowing,around
 *  (4)Pointcut(切入点):就是带有通知的连接点，在程序中主要体现为书写切入点表达式
 *  (5)AOP代理：AOP框架创建的对象，代理就是目标对象的加强。Spring中的AOP代理可以使JDK动态代理，也可以是CGLIB代理，前者基于接口，后者基于子类

**通知方法:**

1.  前置通知:在我们执行目标方法之前运行(**@Before**)
2.  后置通知:在我们目标方法运行结束之后 ,不管有没有异常**(@After)**
3.  返回通知:在我们的目标方法正常返回值后运行**(@AfterReturning)**
4.  异常通知:在我们的目标方法出现异常后运行**(@AfterThrowing)**
5.  环绕通知:动态代理, 需要手动执行joinPoint.procced()(其实就是执行我们的目标方法执行之前相当于前置通知, 执行之后就相当于我们后置通知**(@Around)**

## **二 Spring AOP** ##

Spring中的AOP代理还是离不开Spring的IOC容器，代理的生成，管理及其依赖关系都是由IOC容器负责，Spring默认使用JDK动态代理，在需要代理类而不是代理接口的时候，Spring会自动切换为使用CGLIB代理，不过现在的项目都是面向接口编程，所以JDK动态代理相对来说用的还是多一些。

## **三 基于注解的AOP配置方式** ##

**切面类：**

package com.enjoy.cap10.aop;
    
    import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
    import org.aspectj.lang.annotation.After;
    import org.aspectj.lang.annotation.AfterReturning;
    import org.aspectj.lang.annotation.AfterThrowing;
    import org.aspectj.lang.annotation.Before;
    import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
    import org.aspectj.lang.annotation.Around;
    import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
    
    //日志切面类
    @Aspect
    public class LogAspects {
    	@Pointcut("execution(public int com.enjoy.cap10.aop.Calculator.*(..))")
    	public void pointCut(){};
    	
    	//@before代表在目标方法执行前切入, 并指定在哪个方法前切入
    	@Before("pointCut()")
    	public void logStart(){
    		System.out.println("除法运行....参数列表是:{}");
    	}
    	@After("pointCut()")
    	public void logEnd(){
    		System.out.println("除法结束......");
    	}
    	@AfterReturning("pointCut()")
    	public void logReturn(){
    		System.out.println("除法正常返回......运行结果是:{}");
    	}
    	@AfterThrowing("pointCut()")
    	public void logException(){
    		System.out.println("运行异常......异常信息是:{}");
    	}
    	@Around("pointCut()")
    	public Object Around(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint) throws Throwable{
    		System.out.println("@Arount:执行目标方法之前...");
    		Object obj = proceedingJoinPoint.proceed();//相当于开始调div地
    		System.out.println("@Arount:执行目标方法之后...");
    		return obj;
    	}
    }

**目标方法：**

package com.enjoy.cap10.aop;
    
    public class Calculator {
    	//业务逻辑方法
    	public int div(int i, int j){
    		System.out.println("--------");
    		return i/j;
    	}
    }

**配置类：**

package com.enjoy.cap10.config;
    
    import org.springframework.context.annotation.Bean;
    import org.springframework.context.annotation.Configuration;
    import org.springframework.context.annotation.EnableAspectJAutoProxy;
    
    import com.enjoy.cap10.aop.Calculator;
    import com.enjoy.cap10.aop.LogAspects;
    
    @Configuration
    @EnableAspectJAutoProxy
    public class Cap10MainConfig {
    	@Bean
    	public Calculator calculator(){
    		return new Calculator();
    	}
    
    	@Bean
    	public LogAspects logAspects(){
    		return new LogAspects();
    	}
    }

**测试类：**

public class Cap10Test {
    	@Test
    	public void test01(){
    		AnnotationConfigApplicationContext app = new AnnotationConfigApplicationContext(Cap10MainConfig.class);	
    		Calculator c = app.getBean(Calculator.class);
    		int result = c.div(4, 3);
    		System.out.println(result);
    		app.close();
    
    	}
    }

**结果：**

@Arount:执行目标方法之前...
    除法运行....参数列表是:{}
    --------
    @Arount:执行目标方法之后...
    除法结束......
    除法正常返回......运行结果是:{}
    1

## **[AOP源码赏析][AOP]** ##

在这个注解比较流行的年代里,当我们想要使用spring 的某些功能时只需要加上一行代码就可以了,比如:

*  @EnableAspectJAutoProxy开启AOP
 *  @EnableTransactionManagement开启spring事务管理,
 *  @EnableCaching开启spring缓存
 *  @EnableWebMvc 开启webMvc

对于我们使用者而言十分简单便利,然而,其背后所做的事,却远远比一个注解复杂的多了,本篇只是简略的介绍一下@EnableAspectJAutoProxy背后所发生的那些事,了解其工作原理,才能更好的运用,并从中领略大师的智慧.

**废话不多说,先来看一下源码:**

@Target(ElementType.TYPE)
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Documented
    @Import(AspectJAutoProxyRegistrar.class)
    public @interface EnableAspectJAutoProxy {
    
        /**
         * Indicate whether subclass-based (CGLIB) proxies are to be created as opposed
         * to standard Java interface-based proxies. The default is {@code false}.
         */
        boolean proxyTargetClass() default false;
    
        /**
         * Indicate that the proxy should be exposed by the AOP framework as a {@code ThreadLocal}
         * for retrieval via the {@link org.springframework.aop.framework.AopContext} class.
         * Off by default, i.e. no guarantees that {@code AopContext} access will work.
         * @since 4.3.1
         */
        boolean exposeProxy() default false;
    
    }

英文注解已经很详细了,这里简单介绍一下两个参数,一个是控制aop的具体实现方式,为true 的话使用cglib,为false的话使用java的Proxy,默认为false,第二个参数控制代理的暴露方式,解决内部调用不能使用代理的场景，默认为false.

这里核心是@Import(AspectJAutoProxyRegistrar.class);在AspectJAutoProxyRegistrar里,核心的地方是

AopConfigUtils.registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary(registry);

一个AOP的工具类,这个工具类的主要作用是把AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator这个类定义为BeanDefinition放到spring容器中,这是通过实现ImportBeanDefinitionRegistrar接口来装载的,具体装载过程不是本篇的重点,这里就不赘述,我们重点看AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator这个类.

首先看看这个类图:

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0ppblhZYW4_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

**  从类图是可以大致了解AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator这个类的功能.它实现了一系列Aware的接口,在Bean装载的时候获取BeanFactory(Bean容器),Bean的ClassLoader,还实现了order接口,继承了PorxyConfig,ProxyConfig中主要封装了代理的通用处理逻辑,比如设置目标类,设置使用cglib还是java proxy等一些基础配置.**

而能够让这个类参与到bean初始化功能,并为bean添加代理功能的还是因为它实现了BeanPostProcessor这个接口.这个接口的postProcessAfterInitialization方法会在bean初始化结束后(赋值完成)被调用*。*

这里先看一下最顶部的抽象类:AbstractAutoProxyCreator,这个抽象类主要抽象了实现代理的逻辑:

@Override
    	public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) {
    		return bean;
    	}
     
        // 主要看这个方法，在bean初始化之后对生产出的bean进行包装
    	@Override
    	public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
    		if (bean != null) {
    			Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
    			if (!this.earlyProxyReferences.contains(cacheKey)) {
    				return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
    			}
    		}
    		return bean;
    	}
     
        // wrapIfNecessary
    	protected Object wrapIfNecessary(Object bean, String beanName, Object cacheKey) {
    		if (beanName != null && this.targetSourcedBeans.contains(beanName)) {
    			return bean;
    		}
    		if (Boolean.FALSE.equals(this.advisedBeans.get(cacheKey))) {
    			return bean;
    		}
    		if (isInfrastructureClass(bean.getClass()) || shouldSkip(bean.getClass(), beanName)) {
    			this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
    			return bean;
    		}
     
    		// Create proxy if we have advice.
            // 意思就是如果该类有advice则创建proxy，
    		Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(bean.getClass(), beanName, null);
    		if (specificInterceptors != DO_NOT_PROXY) {
    			this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.TRUE);
                // 1.通过方法名也能简单猜测到，这个方法就是把bean包装为proxy的主要方法，
    			Object proxy = createProxy(
    					bean.getClass(), beanName, specificInterceptors, new SingletonTargetSource(bean));
    			this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
                
                // 2.返回该proxy代替原来的bean
    			return proxy;
    		}
     
    		this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
    		return bean;
    	}

###  总结： ###

*  **1）将AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator注册到Spring容器中**
 *  **2）AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator类的postProcessAfterInitialization()方法将所有有advice的bean重新包装成proxy**

## **创建proxy过程分析** ##

通过之前的代码结构分析，我们知道，所有的bean在返回给用户使用之前都需要经过AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator类的postProcessAfterInitialization()方法，而该方法的主要作用也就是将所有拥有advice的bean重新包装为proxy，那么我们接下来直接分析这个包装为proxy的方法即可，看一下bean如何被包装为proxy，proxy在被调用方法时，是具体如何执行的

**以下是AbstractAutoProxyCreator.wrapIfNecessary(Object bean, String beanName, Object cacheKey)中的createProxy()代码片段分析**

protected Object createProxy(
    			Class<?> beanClass, String beanName, Object[] specificInterceptors, TargetSource targetSource) {
     
    		if (this.beanFactory instanceof ConfigurableListableBeanFactory) {
    			AutoProxyUtils.exposeTargetClass((ConfigurableListableBeanFactory) this.beanFactory, beanName, beanClass);
    		}
     
            // 1.创建proxyFactory，proxy的生产主要就是在proxyFactory做的
    		ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();
    		proxyFactory.copyFrom(this);
     
    		if (!proxyFactory.isProxyTargetClass()) {
    			if (shouldProxyTargetClass(beanClass, beanName)) {
    				proxyFactory.setProxyTargetClass(true);
    			}
    			else {
    				evaluateProxyInterfaces(beanClass, proxyFactory);
    			}
    		}
     
            // 2.将当前bean适合的advice，重新封装下，封装为Advisor类，然后添加到ProxyFactory中
    		Advisor[] advisors = buildAdvisors(beanName, specificInterceptors);
    		for (Advisor advisor : advisors) {
    			proxyFactory.addAdvisor(advisor);
    		}
     
    		proxyFactory.setTargetSource(targetSource);
    		customizeProxyFactory(proxyFactory);
     
    		proxyFactory.setFrozen(this.freezeProxy);
    		if (advisorsPreFiltered()) {
    			proxyFactory.setPreFiltered(true);
    		}
     
            // 3.调用getProxy获取bean对应的proxy
    		return proxyFactory.getProxy(getProxyClassLoader());
    	}

TargetSource中存放被代理的对象,这段代码主要是为了构建ProxyFactory,将配置信息(是否使用java proxy,是否threadlocal等),目标类,切面,传入ProxyFactory中

### **1）创建何种类型的Proxy？JDKProxy还是CGLIBProxy？** ###

// getProxy()方法
    	public Object getProxy(ClassLoader classLoader) {
    		return createAopProxy().getProxy(classLoader);
    	}
     
        
        // createAopProxy()方法就是决定究竟创建何种类型的proxy
    	protected final synchronized AopProxy createAopProxy() {
    		if (!this.active) {
    			activate();
    		}
            // 关键方法createAopProxy()
    		return getAopProxyFactory().createAopProxy(this);
    	}
     
        // createAopProxy()
    	public AopProxy createAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException {
            // 1.config.isOptimize()是否使用优化的代理策略，目前使用与CGLIB
            // config.isProxyTargetClass() 是否目标类本身被代理而不是目标类的接口
            // hasNoUserSuppliedProxyInterfaces()是否存在代理接口
    		if (config.isOptimize() || config.isProxyTargetClass() || hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config)) {
    			Class<?> targetClass = config.getTargetClass();
    			if (targetClass == null) {
    				throw new AopConfigException("TargetSource cannot determine target class: " +
    						"Either an interface or a target is required for proxy creation.");
    			}
                
                // 2.如果目标类是接口或者是代理类，则直接使用JDKproxy
    			if (targetClass.isInterface() || Proxy.isProxyClass(targetClass)) {
    				return new JdkDynamicAopProxy(config);
    			}
                
                // 3.其他情况则使用CGLIBproxy
    			return new ObjenesisCglibAopProxy(config);
    		}
    		else {
    			return new JdkDynamicAopProxy(config);
    		}
    	}

### **2）getProxy()方法** ###

由1）可知，通过createAopProxy()方法来确定具体使用何种类型的Proxy，针对于该示例，我们具体使用的为JdkDynamicAopProxy，下面来看下JdkDynamicAopProxy.getProxy()方法

final class JdkDynamicAopProxy implements AopProxy, InvocationHandler, Serializable// JdkDynamicAopProxy类结构，由此可知，其实现了InvocationHandler，则必定有invoke方法，来被调用，也就是用户调用bean相关方法时，此invoke()被真正调用
        // getProxy()
        public Object getProxy(ClassLoader classLoader) {
    		if (logger.isDebugEnabled()) {
    			logger.debug("Creating JDK dynamic proxy: target source is " + this.advised.getTargetSource());
    		}
    		Class<?>[] proxiedInterfaces = AopProxyUtils.completeProxiedInterfaces(this.advised, true);
    		findDefinedEqualsAndHashCodeMethods(proxiedInterfaces);
            
            // JDK proxy 动态代理的标准用法
    		return Proxy.newProxyInstance(classLoader, proxiedInterfaces, this);
    	}

### **3）invoke()方法** ###

以上的代码模式可以很明确的看出来，使用了JDK动态代理模式，真正的方法执行在invoke()方法里，下面我们来看下该方法，来看下bean方法如何被代理执行的

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    		MethodInvocation invocation;
    		Object oldProxy = null;
    		boolean setProxyContext = false;
     
    		TargetSource targetSource = this.advised.targetSource;
    		Class<?> targetClass = null;
    		Object target = null;
     
    		try {
                // 1.以下的几个判断，主要是为了判断method是否为equals、hashCode等Object的方法
    			if (!this.equalsDefined && AopUtils.isEqualsMethod(method)) {
    				// The target does not implement the equals(Object) method itself.
    				return equals(args[0]);
    			}
    			else if (!this.hashCodeDefined && AopUtils.isHashCodeMethod(method)) {
    				// The target does not implement the hashCode() method itself.
    				return hashCode();
    			}
    			else if (method.getDeclaringClass() == DecoratingProxy.class) {
    				// There is only getDecoratedClass() declared -> dispatch to proxy config.
    				return AopProxyUtils.ultimateTargetClass(this.advised);
    			}
    			else if (!this.advised.opaque && method.getDeclaringClass().isInterface() &&
    					method.getDeclaringClass().isAssignableFrom(Advised.class)) {
    				// Service invocations on ProxyConfig with the proxy config...
    				return AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(this.advised, method, args);
    			}
     
    			Object retVal;
     
    			if (this.advised.exposeProxy) {
    				// Make invocation available if necessary.
    				oldProxy = AopContext.setCurrentProxy(proxy);
    				setProxyContext = true;
    			}
     
    			// May be null. Get as late as possible to minimize the time we "own" the target,
    			// in case it comes from a pool.
    			target = targetSource.getTarget();
    			if (target != null) {
    				targetClass = target.getClass();
    			}
     
    			// 2.获取当前bean被拦截方法链表
    			List<Object> chain = this.advised.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(method, targetClass);
     
    			// 3.如果为空，则直接调用target的method
    			if (chain.isEmpty()) {
    				Object[] argsToUse = AopProxyUtils.adaptArgumentsIfNecessary(method, args);
    				retVal = AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(target, method, argsToUse);
    			}
                // 4.不为空，则逐一调用chain中的每一个拦截方法的proceed
    			else {
    				// We need to create a method invocation...
    				invocation = new ReflectiveMethodInvocation(proxy, target, method, args, targetClass, chain);
    				// Proceed to the joinpoint through the interceptor chain.
    				retVal = invocation.proceed();
    			}
     
    			...
    			return retVal;
    		}
    		...
    	}

### **4）拦截方法真正被执行调用invocation.proceed()**  ###

public Object proceed() throws Throwable {
    		//	We start with an index of -1 and increment early.
    		if (this.currentInterceptorIndex == this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.size() - 1) {
    			return invokeJoinpoint();
    		}
     
    		Object interceptorOrInterceptionAdvice =
    				this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.get(++this.currentInterceptorIndex);
    		if (interceptorOrInterceptionAdvice instanceof InterceptorAndDynamicMethodMatcher) {
    			// Evaluate dynamic method matcher here: static part will already have
    			// been evaluated and found to match.
    			InterceptorAndDynamicMethodMatcher dm =
    					(InterceptorAndDynamicMethodMatcher) interceptorOrInterceptionAdvice;
    			if (dm.methodMatcher.matches(this.method, this.targetClass, this.arguments)) {
    				return dm.interceptor.invoke(this);
    			}
    			else {
    				// Dynamic matching failed.
    				// Skip this interceptor and invoke the next in the chain.
    				return proceed();
    			}
    		}
    		else {
    			// It's an interceptor, so we just invoke it: The pointcut will have
    			// been evaluated statically before this object was constructed.
    			return ((MethodInterceptor) interceptorOrInterceptionAdvice).invoke(this);
    		}
    	}

总结4：依次遍历拦截器链的每个元素，然后调用其实现，将真正调用工作委托给各个增强器

### **总结：** ###

纵观以上过程可知：实际就是为bean创建一个proxy，JDKproxy或者CGLIBproxy，然后在调用bean的方法时，会通过proxy来调用bean方法

重点过程可分为：

**1）将AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator注册到Spring容器中**

**    2）AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator类的postProcessAfterInitialization()方法将所有有advice的bean重新包装成proxy**

**    3）调用bean方法时通过proxy来调用，proxy依次调用增强器的相关方法，来实现方法切**

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**转载：**[https://blog.csdn.net/qq\_26323323/article/details/81012855][https_blog.csdn.net_qq_26323323_article_details_81012855]

[AOP]: https://www.cnblogs.com/foreveravalon/p/8653832.html
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0ppblhZYW4_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220220/b39cc9f702204635acf8c2611738b12c.png
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[https_blog.csdn.net_qq_26323323_article_details_81012855]: https://blog.csdn.net/qq_26323323/article/details/81012855