Spring源码分析(六)SpringAOP实例及标签的解析

前言

Spring的IOC和AOP称之为Spring框架的两个核心。AOP是什么?AOP原理是什么?本章节开始,我们就来看看SpringAOP到底是怎么玩转起来的?

AOP是什么?

定义

Aspect Oriented Programming,面向切面编程,是一种编程范例,旨在通过分离横切关注点来增加模块性,它通过在不修改代码本身的情况下向现有代码添加其他行为来实现。动态的将代码切入到类的指定方法或指定位置上的编程思想,就是面向切面编程。

使用

在系统中,肯定存在一些公共逻辑模块。比如日志的记录,事务的管理,请求的校验等。如果把这种逻辑模块的代码收到写到业务模块中,代码重复度就非常之高。这还不是唯一的问题,关键如果公共逻辑模块的代码要修改,必须要全部修改。这个根本不符合码农的科学发展观。AOP,可以帮助我们解决这些问题。

实现

AOP本身并不能解决这些问题,AOP就是一种思想,而解决问题依靠的是AOP具体的实现,也就是我们本章节所说的Spring AOP。不过,值得注意的是,在Spring2.0之后,开始集成aspectj。所以,我们所说的Spring AOP,其实就是Spring加Aspectj这种方式。

概念性知识

要熟悉Spring AOP,里面有些概念一定要先搞搞清楚才行。

  • Aspect 切面,将横切关注点设计为独立可重用的对象,这些对象称为切面。实际上就是一些功能增强的类或者对象的代表,比如:日志管理、事务管理、异常控制等。

  • Joinpoint 连接点,切面在应用程序执行时加入对象的业务流程中的特定点,称为连接点。它用来定义在目标程序的哪里通过AOP加入新的逻辑。通俗讲,就是对应的具体的被代理的方法 ,比如saveUser()。Joinpoint跟我们具体的被代理的方法一一对应

  • Pointcut 切点,匹配连接点的断言。通知和一个切入点表达式关联,并在满足这个切入点的连接点上运行。它是joinpoint的集合。

  • Advice 通知/增强,在切面的某个特定的连接点上执行的动作。可以理解为它是一段程序代码,在代理类上的上面或者下面增加一些代码来实现增强。比如事务管理AOP,通知/增强对应的就是开启事务、关闭事务这些具体代码上的操作。

  • Advisor Advice和Pointcut组成的独立的单元,用来定义只有一个通知和一个切入点的切面。再通俗点来说,它是将Advice注入到程序中的Pointcut位置。Spring中的事务管理使用的就是advisor。

  • Introduction 引入,通过引入,可以在一个对象中加入新的方法和属性,而不用修改它的程序。这种方式很少用,基本也不太推荐用。自己定义的通知必须要实现MethodInterceptor。

实例

了解到上面的知识后,我们通过XML的配置方式具体来看一下Spring AOP的应用。

首先,定义一个切面的类。

public class UserAspect {

    public void beforeAdvice() {
        System.out.println("前置通知");
    }
    public void afterAdvice() {
        System.out.println("后置通知");
    }
    public void afterReturnAdvice() {
        System.out.println("返回通知");
    }
    public Object aroundAdvice(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {    
        System.out.println("环绕通知之前");
        Object result = joinPoint.proceed();
        System.out.println("环绕通知之后");
        return result;
    }
}

其次,在Spring配置文件中先将这个类注册成Bean。再通过AOP的标签关联到一起。


    

    
        
        
        
        
         
    

最后,我们通过调用UserService中的方法来测试一下。

前置通知
环绕通知之前
----------根据ID删除用户信息------------
环绕通知之后
返回通知
后置通知

XML标签的解析

不知诸位可否还有印象,Spring是怎么解析配置文件中的标签的呢?如果不记得,可以到Spring源码分析(一)Spring的初始化和XML解析回顾一下。

这里,我们直接来到ConfigBeanDefinitionParser.parse()方法。它位于org.springframework.aop.config包。大概可以分为两个步骤,注册入口类和解析子节点。

注册入口类

parse方法的开始就注册了一个类,AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator。这个类相当重要,它是AOP的入口类。注册的过程就是把它封装成BeanDefinition对象,添加到beanDefinitionNames容器中。这个容器,我们已经很熟悉了,就是循环它来进行实例化和依赖注入。

//cls就是AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator.class
private static BeanDefinition registerOrEscalateApcAsRequired(Class cls, 
                                BeanDefinitionRegistry registry, Object source) {
    RootBeanDefinition beanDefinition = new RootBeanDefinition(cls);
    beanDefinition.setSource(source);
    beanDefinition.getPropertyValues().add("order", Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE);
    beanDefinition.setRole(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE);
    
    //注册beanDefinition 将beanName加入到beanDefinitionNames容器中
    registry.registerBeanDefinition(AUTO_PROXY_CREATOR_BEAN_NAME, beanDefinition);
    return beanDefinition;
}

解析子节点

接下来是解析配置文件标签的地方,获取下的子标签。它的子标签只有三类:。下面的源码也正对应这三种类型。

List childElts = DomUtils.getChildElements(element);
for (Element elt: childElts) {
    String localName = parserContext.getDelegate().getLocalName(elt);
    if (POINTCUT.equals(localName)) {
        parsePointcut(elt, parserContext);
    }
    else if (ADVISOR.equals(localName)) {
        parseAdvisor(elt, parserContext);
    }
    else if (ASPECT.equals(localName)) {
        parseAspect(elt, parserContext);
    }
}
pointcut的解析

pointcut解析其实很简单,把id和expression拿到,封装成BeanDefinition对象,它的类是AspectJExpressionPointcut,把表达式放入beanDefinition对象的propertyValues属性,最后同样是注册到beanDefinitionNames容器中。

private AbstractBeanDefinition parsePointcut(Element pointcutElement, ParserContext parserContext) {
    String id = pointcutElement.getAttribute(ID);
    String expression = pointcutElement.getAttribute(EXPRESSION);
    AbstractBeanDefinition pointcutDefinition = null;
    try {
        pointcutDefinition = createPointcutDefinition(expression);
        String pointcutBeanName = id;
        if (StringUtils.hasText(pointcutBeanName)) {
            //注册到beanDefinitionNames容器,id为beanName
            parserContext.getRegistry().registerBeanDefinition(pointcutBeanName, pointcutDefinition);
        }
    }
    return pointcutDefinition;
}

protected AbstractBeanDefinition createPointcutDefinition(String expression) {
    RootBeanDefinition beanDefinition = new RootBeanDefinition(AspectJExpressionPointcut.class);
    beanDefinition.setScope(BeanDefinition.SCOPE_PROTOTYPE);
    beanDefinition.setSynthetic(true);
    beanDefinition.getPropertyValues().add(EXPRESSION, expression);
    return beanDefinition;
}
aspect的解析

aspect是一个切面。切面里面包含切入点和通知。引入类型先略过不表。

  • advice

获取aspect节点下的所有子节点,先过滤advice节点。然后解析生成AspectJPointcutAdvisor类的BeanDefinition对象。

//获取aspect节点的子节点 
NodeList nodeList = aspectElement.getChildNodes();
boolean adviceFoundAlready = false;
for (int i = 0; i < nodeList.getLength(); i++) {
    Node node = nodeList.item(i);
    //判断是不是advice节点。
    if (isAdviceNode(node, parserContext)) {
        if (!adviceFoundAlready) {
            adviceFoundAlready = true;
            //aspectName就切面的ref,Bean的名字
            beanReferences.add(new RuntimeBeanReference(aspectName));
        }
        //解析advice 生成AspectJPointcutAdvisor类的BeanDefinition对象。
        AbstractBeanDefinition advisorDefinition = parseAdvice(
                aspectName, i, aspectElement, (Element) node, parserContext, beanDefinitions, beanReferences);
        beanDefinitions.add(advisorDefinition);
    }
}

private boolean isAdviceNode(Node aNode, ParserContext parserContext) {
    String name = parserContext.getDelegate().getLocalName(aNode);
    return (BEFORE.equals(name) || AFTER.equals(name) || 
        AFTER_RETURNING_ELEMENT.equals(name) ||
        AFTER_THROWING_ELEMENT.equals(name) || AROUND.equals(name));
}

parseAdvice方法注册很多类,最后串联到一块来,一个一个来看。

首先,创建了方法工厂bean。注册了MethodLocatingFactoryBean类,往propertyValues中添加了两个属性,targetBeanName切面的Bean、methodName通知的方法名。

RootBeanDefinition methodDefinition = new RootBeanDefinition(MethodLocatingFactoryBean.class);
//aspectName切面类的Bean  methodName方法名称 比如before
methodDefinition.getPropertyValues().add("targetBeanName", aspectName);
methodDefinition.getPropertyValues().add("methodName", adviceElement.getAttribute("method"));
methodDefinition.setSynthetic(true);

然后,创建实例工厂的定义。注册了SimpleBeanFactoryAwareAspectInstanceFactory类,这个类实现了BeanFactoryAware接口。这样的话,在实例化的时候会调用到setBeanFactory方法,可以拿到BeanFactory。有个getAspectInstance方法,根据切面名字就可以拿到切面类的实例。

//注册SimpleBeanFactoryAwareAspectInstanceFactory实例的BeanDefinition
RootBeanDefinition aspectFactoryDef =
        new RootBeanDefinition(SimpleBeanFactoryAwareAspectInstanceFactory.class);
aspectFactoryDef.getPropertyValues().add("aspectBeanName", aspectName);


//类的属性和方法
public class SimpleBeanFactoryAwareAspectInstanceFactory implements 
                                AspectInstanceFactory, BeanFactoryAware {
    
    private String aspectBeanName;
    private BeanFactory beanFactory;
    
    public void setAspectBeanName(String aspectBeanName) {
        this.aspectBeanName = aspectBeanName;
    }

    public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) {
        this.beanFactory = beanFactory;
        if (!StringUtils.hasText(this.aspectBeanName)) {
            throw new IllegalArgumentException("'aspectBeanName' is required");
        }
    }
    public Object getAspectInstance() {
        return this.beanFactory.getBean(this.aspectBeanName);
    }
}

其次,注册切入点。它把上面这两个BeanDefinition当做参数传了过去,最后放入新建的BeanDefinition对象中。这个新建的BeanDefinition对象,是根据advice类型而创建的,当然了,也是五个类型,对应五个类的实例。下面还有三个步骤:设置propertyValues、解析advcie里的pointcut属性、设置bean的参数列表。

private AbstractBeanDefinition createAdviceDefinition(
    Element adviceElement, ParserContext parserContext, String aspectName, int order,
            RootBeanDefinition methodDef, RootBeanDefinition aspectFactoryDef,
            List beanDefinitions, List beanReferences) {

    //getAdviceClass 根据advice的类型创建不同类型的BeanDefinition
    //BEFORE前置通知                    AspectJMethodBeforeAdvice.class
    //AFTER后置通知                     AspectJAfterAdvice.class
    //AFTER_RETURNING_ELEMENT返回后通知 AspectJAfterReturningAdvice.class
    //AFTER_THROWING_ELEMENT异常通知    AspectJAfterThrowingAdvice.class
    //AROUND环绕通知                    AspectJAroundAdvice.class

    RootBeanDefinition adviceDefinition = new RootBeanDefinition(
                               getAdviceClass(adviceElement, parserContext));
    adviceDefinition.setSource(parserContext.extractSource(adviceElement));
    //1、设置propertyValues
    adviceDefinition.getPropertyValues().add(ASPECT_NAME_PROPERTY, aspectName);
    adviceDefinition.getPropertyValues().add(DECLARATION_ORDER_PROPERTY, order);

    //2、解析advcie里的pointcut属性
    //pointcut分为两种。一种是pointcut-ref引用类型,一种是pointcut表达式类型
    //如果是引用类型,返回字符串  
    //如果是表达式类型,则创建AspectJExpressionPointcut类型的Bean,将表达式放入propertyValues属性。
    Object pointcut = parsePointcutProperty(adviceElement, parserContext);
    if (pointcut instanceof BeanDefinition) {
        cav.addIndexedArgumentValue(POINTCUT_INDEX, pointcut);
        beanDefinitions.add((BeanDefinition) pointcut);
    }
    else if (pointcut instanceof String) {
        RuntimeBeanReference pointcutRef = new RuntimeBeanReference((String) pointcut);
        cav.addIndexedArgumentValue(POINTCUT_INDEX, pointcutRef);
        beanReferences.add(pointcutRef);
    }

    //3、设置bean的参数列表。adviceDefinition对象有一个构造函数参数值,放入了三个属性
    ConstructorArgumentValues cav = adviceDefinition.getConstructorArgumentValues();
    cav.addIndexedArgumentValue(METHOD_INDEX, methodDef);
    cav.addIndexedArgumentValue(POINTCUT_INDEX, pointcutRef);
    cav.addIndexedArgumentValue(ASPECT_INSTANCE_FACTORY_INDEX, aspectFactoryDef);
        
    return adviceDefinition;
}

最后,配置advisor。创建AspectJPointcutAdvisor类实例的BeanDefinition对象,还是那个构造函数参数值,把上一步返回的adviceDefinition当做参数放入genericArgumentValues。

RootBeanDefinition advisorDefinition = new RootBeanDefinition(AspectJPointcutAdvisor.class);
advisorDefinition.setSource(parserContext.extractSource(adviceElement));
//构造函数参数值 adviceDef就是上一步返回的adviceDefinition
advisorDefinition.getConstructorArgumentValues().addGenericArgumentValue(adviceDef);

最后的最后,注册advisorDefinition到容器中并返回。

parserContext.getReaderContext().registerWithGeneratedName(advisorDefinition);
return advisorDefinition;

一定要记得,这一系列操作都是在循环体里完成的。所以,有几个通知的类型,就会生成几个advisorDefinition对象。处理完,添加到循环体开头定义的List中。

  • pointcut

刚才在解析advice已经解析了pointcut,这里又有一个呢?advice里的pointcut是独立使用的,只能作用于当前的advice。但是在aspect里面也可以单独定义pointcut,可以作用于所有的advice。解析过程是一样的,不再赘述。

advisor的解析

advisor可以理解为是只有一个通知和一个切入点的切面。它的解析也比较简单。创建一个DefaultBeanFactoryPointcutAdvisor类实例的BeanDefinition的对象,把通知的BeanName和Order放入propertyValues,再把这个BeanDefinition对象注册到容器中。然后解析pointcut,过程一样。

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