深入解析SpringAOP源码

一、认识AOP及其使用

二、AOP的特点

2.1 Spring AOP

2.1.1 他是基于动态代理实现的

Spring 提供了很多的实现AOP的方式：Spring 接口方式，schema配置方式和注解的方式. 
如果使用接口方式引入AOP, 就是用JDK提供的动态代理来实现.
如果没有使用接口的方式引入. 那么就是使用CGLIB来实现的

研究使用接口方式实现AOP, 目的是为了更好地理解spring使用动态代理实现AOP的两种方

2.1.2 Spring提供了对AspectJ的支持, 但只提供了部分功能的支持: 即AspectJ的切点解析(表达式)和匹配

我们在写切面的时候,经常使用到的@Aspect, @Before, @Pointcut, @After, @AfterReturning, @AfterThrowing等就是AspectJ提供的.

我们知道AspectJ很好用, 效率也很高. 那么为什么Spring不使用AspectJ全套的东西呢? 尤其是AspectJ的静态织入.

先来看看AspectJ有哪些特点

AspectJ的特点
1. AspectJ属于静态织入. 他是通过修改代码实现的. 它的织入时机有三种
    1) Compile-time weaving: 编译期织入. 例如: 类A使用AspectJ增加了一个属性. 类B引用了类A, 这个场景就需要在编译期的时候进行织入, 否则类B就没有办法编译, 会报错.
    2) Post-compile weaving: 编译后织入.也就是已经生成了.class文件了, 或者是都已经达成jar包了. 这个时候, 如果我们需要增强, 就要使用到编译后织入
    3) Loading-time weaving: 指的是在加载类的时候进行织入. 

2. AspectJ实现了对AOP变成完全的解决方案. 他提供了很多Spring AOP所不能实现的功能
3. 由于AspectJ是在实际代码运行前就完成了织入, 因此可以认为他生成的类是没有额外运行开销的.

扩展: 这里为什么没有使用到AspectJ的静态织入呢? 因为如果引入静态织入, 需要使用AspectJ自己的解析器. AspectJ文件是以aj后缀结尾的文件, 这个文件Spring是没有办法, 因此要使用AspectJ自己的解析器进行解析. 这样就增加了Spring的成本.

三、 AOP的配置方式

上面说了Spring AOP和AspectJ. 也说道了AspectJ定义了很多注解, 比如: @Aspect, @Pointcut, @Before, @After等等. 但是, 我们使用Spring AOP是使用纯java代码写的. 也就是说他完全属于Spring, 和AspectJ没有什么关系. Spring只是沿用了AspectJ中的概念. 包括AspectJ提供的jar包的注解. 但是, 并不依赖于AspectJ的功能.

Spring AOP有三种配置方式.

因为我们在平时工作中主要使用的是注解的方式配置AOP, 而注解的方式主要是基于第一种接口的方式实现的. 所以, 我们会重点研究第一种和第三种配置方式.

3.1 基于接口方式的配置. 在Spring1.2版本, 提供的是完全基于接口方式实现的

这种方式是最古老的方式, 但由于spring做了很好的向后兼容, 所以, 现在还是会有很多代码使用这种方式, 比如:声明式事务.

那么, 在没有引入AspectJ的时候, Spring是如何实现AOP的呢? 我们来看一个例子:

1.定义一个业务逻辑接口类

/**
 * 使用接口方式实现AOP, 默认通过JDK的动态代理来实现. 非接口方式, 使用的是cglib实现动态代理
 *
 * 业务接口类-- 计算器接口类
 *
 * 定义三个业务逻辑方法
 */
public interface IBaseCalculate {

    int add(int numA, int numB);

    int sub(int numA, int numB);

    int div(int numA, int numB);

    int multi(int numA, int numB);

    int mod(int numA, int numB);

}

2.定义业务逻辑类

/**
 * 业务实现类 -- 基础计算器
 */

public class BaseCalculate implements IBaseCalculate {

    @Override
    public int add(int numA, int numB) {
        System.out.println("执行目标方法: add");
        return numA + numB;
    }

    @Override
    public int sub(int numA, int numB) {
        System.out.println("执行目标方法: sub");
        return numA - numB;
    }

    @Override
    public int multi(int numA, int numB) {
        System.out.println("执行目标方法: multi");
        return numA * numB;
    }

    @Override
    public int div(int numA, int numB) {
        System.out.println("执行目标方法: div");
        return numA / numB;
    }

    @Override
    public int mod(int numA, int numB) {
        System.out.println("执行目标方法: mod");

        int retVal = ((Calculate) AopContext.currentProxy()).add(numA, numB);
        return retVal % numA;
    }
}

3. 定义通知类

前置通知

import org.springframework.aop.MethodBeforeAdvice;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.lang.reflect.Method;

/**
 * 定义前置通知
 * 实现MethodBeforeAdvice接口
 */
public class BaseBeforeAdvice implements MethodBeforeAdvice {

    /**
     *
     * @param method 切入的方法
     * @param args 切入方法的参数
     * @param target 目标对象
     * @throws Throwable
     */
    @Override
    public void before(Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {
        System.out.println("===========进入beforeAdvice()============");
        System.out.println("前置通知--即将进入切入点方法");
        System.out.println("===========进入beforeAdvice() 结束============\n");
    }

}

后置通知

/**
 * 后置通知
 * 实现AfterReturningAdvice接口
 */
public class BaseAfterReturnAdvice implements AfterReturningAdvice {

    /**
     *
     * @param returnValue 切入点执行完方法的返回值，但不能修改
     * @param method 切入点方法
     * @param args 切入点方法的参数数组
     * @param target 目标对象
     * @throws Throwable
     */
    @Override
    public void afterReturning(Object returnValue, Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {
        System.out.println("\n==========进入afterReturning()===========");
        System.out.println("后置通知--切入点方法执行完成");
        System.out.println("==========进入afterReturning() 结束=========== ");
    }

}

环绕通知

/**
 * 环绕通知
 * 实现MethodInterceptor接口
 */
public class BaseAroundAdvice implements MethodInterceptor {

    /**
     * invocation ：连接点
     */
    @Override
    public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
        System.out.println("===========around环绕通知方法 开始===========");
        // 调用目标方法之前执行的动作
        System.out.println("环绕通知--调用方法之前: 执行");
        // 执行完方法的返回值：调用proceed()方法，就会触发切入点方法执行
        Object returnValue = invocation.proceed();
        System.out.println("环绕通知--调用方法之后: 执行");
        System.out.println("===========around环绕通知方法  结束===========");
        return returnValue;
    }

}

配置类

/**
 * 配置类
 */
public class MainConfig {

    /**
     * 被代理的对象
     * @return
     */
    @Bean
    public IBaseCalculate baseCalculate() {
        return new BaseCalculate();
    }

    /**
     * 前置通知
     * @return
     */
    @Bean
    public BaseBeforeAdvice baseBeforeAdvice() {
        return new BaseBeforeAdvice();
    }

    /**
     * 后置通知
     * @return
     */
    @Bean
    public BaseAfterReturnAdvice baseAfterReturnAdvice() {
        return new BaseAfterReturnAdvice();
    }

    /**
     * 环绕通知
     * @return
     */
    @Bean
    public BaseAroundAdvice baseAroundAdvice() {
        return new BaseAroundAdvice();
    }

    /**
     * 使用接口方式, 一次只能给一个类增强, 如果想给多个类增强, 需要定义多个ProxyFactoryBean
     * 而且, 曾增强类的粒度是到类级别的. 不能指定对某一个方法增强
     * @return
     */
    @Bean
    public ProxyFactoryBean calculateProxy() {
        ProxyFactoryBean proxyFactoryBean = new ProxyFactoryBean();
        proxyFactoryBean.setInterceptorNames("baseAfterReturnAdvice", "baseBeforeAdvice", "baseAroundAdvice");
        proxyFactoryBean.setTarget(baseCalculate());
        return proxyFactoryBean;
    }

}

之前说过, AOP是依赖ioc的, 必须将其注册为bean才能实现AOP功能

方法入口

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

public class InterfaceMainClass{

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfig.class);
        IBaseCalculate calculate = context.getBean("calculateProxy", IBaseCalculate.class);
        System.out.println(calculate.getClass());
        calculate.add(1, 3);
    }

}

执行结果:

===========进入beforeAdvice()============
前置通知--即将进入切入点方法
===========进入beforeAdvice() 结束============

===========around环绕通知方法 开始===========
环绕通知--调用方法之前: 执行
执行目标方法: add
环绕通知--调用方法之后: 执行
===========around环绕通知方法  结束===========

==========进入afterReturning()===========
后置通知--切入点方法执行完成
==========进入afterReturning() 结束===========

通过观察, 我们发现, 执行的顺序是: 前置通知-->环绕通知的前置方法 --> 目标逻辑 --> 环绕通知的后置方法 --> 后置通知.

那么到底是先执行前置通知, 还是先执行环绕通知的前置方法呢? 这取决于配置文件的配置顺序

这里,我们将环绕通知放在最后面, 所以, 环绕通知在前置通知之后执行.

　　@Bean
    public ProxyFactoryBean calculateProxy() {
        ProxyFactoryBean proxyFactoryBean = new ProxyFactoryBean();
        proxyFactoryBean.setInterceptorNames( "baseAfterReturnAdvice", "baseBeforeAdvice", "baseAroundAdvice");
        proxyFactoryBean.setTarget(baseCalculate());
        return proxyFactoryBean;
    }

那么, 如果我们将环绕通知放在前置通知之前. 就会先执行环绕通知

　　@Bean
    public ProxyFactoryBean calculateProxy() {
        ProxyFactoryBean proxyFactoryBean = new ProxyFactoryBean();
        proxyFactoryBean.setInterceptorNames("baseAroundAdvice", "baseAfterReturnAdvice", "baseBeforeAdvice");
        proxyFactoryBean.setTarget(baseCalculate());
        return proxyFactoryBean;
    }

运行结果

===========around环绕通知方法 开始===========
环绕通知--调用方法之前: 执行
===========进入beforeAdvice()============
前置通知--即将进入切入点方法
===========进入beforeAdvice() 结束============

执行目标方法: add

==========进入afterReturning()===========
后置通知--切入点方法执行完成
==========进入afterReturning() 结束=========== 
环绕通知--调用方法之后: 执行
===========around环绕通知方法  结束===========

上面提到了责任链, 那么什么是责任链呢? 如下图所示：

 

有一条流水线. 比如生产流水线. 里面有许多道工序. 完成工序1 ,才能进行工序2, 依此类推.

结合上面的demo, 来看一个责任链调用的demo.

上面我们定义了两个方法. 一个是前置通知BaseBeforeAdvice 实现了MethodBeforeAdvice, 另一个是环绕通知BaseAroundAdvice 实现了MethodInterceptor. 如果想把这两个通知放在一个链上. 那么他们必须实现相同的接口. 但是, 现在不同.

我们知道环绕通知, 有两部分, 一部分是环绕通知的前置通知, 一部分是环绕通知的后置通知. 所以, 我们可以将前置通知看作是环绕通知的前置通知部分.

import org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor;
import org.aopalliance.intercept.MethodInvocation;
import org.springframework.aop.MethodBeforeAdvice;

/**
 * 为什么 我们可以让MethodBeforeAdvice 前置通知继承自环绕通知的接口呢?
 * 主要原因是, 环绕通知的前半部分, 就是前置通知
 */
public class BeforeAdviceInterceptor implements MethodInterceptor {

  // 前置通知
  MethodBeforeAdvice methodBeforeAdvice;

  public BeforeAdviceInterceptor(MethodBeforeAdvice methodBeforeAdvice) {
    this.methodBeforeAdvice = methodBeforeAdvice;
  }

  /**
   * 使用了环绕通知的前半部分. 就是一个前置通知
   * @param invocation the method invocation joinpoint
   * @return
   * @throws Throwable
   */
  @Override
  public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
    methodBeforeAdvice.before(invocation.getMethod(), invocation.getArguments(), invocation.getClass());
    return invocation.proceed();
  }
}

这段代码包装了前置通知, 让其扩展为实现MethodInterceptor接口. 这是一个扩展接口的方法.

接下来我们要创建一条链. 这条链就可以理解为流水线上各个工人. 每个工人处理一个工序. 为了能够统一调用. 所有的工人都要实现同一个接口. 责任链的定义如下:

    /**
     * 把一条链上的都初始化
     *
     * 有一条链, 这条链上都有一个父类接口 MethodInterceptor.
     * 也就是说, 链上都已一种类型的工人. 但每种工人的具体实现是不同的. 不同的工人做不同的工作
     *
     * 这里定义了一个责任链. 连上有两个工人. 一个是前置通知. 一个是环绕通知.
     * 前置通知和环绕通知实现的接口是不同的. 为了让他们能够在一条链上工作. 我们自定义了一个MethodBeforeAdviceInterceptor
     * 相当于为BaseBeforeAdvice()包装了一层MethodInterceptor
     */

    List list = new ArrayList<>();
    list.add(new BeforeAdviceInterceptor(new BaseBeforeAdvice()));
    list.add(new BaseAroundAdvice());

这里定义了一个责任链. 连上有两个工人. 一个是前置通知. 一个是环绕通知.

前置通知和环绕通知实现的接口是不同的. 为了让他们能够在一条链上工作. 我们自定义了一个MethodBeforeAdviceInterceptor相当于为BaseBeforAdvice()包装了一层MethodInterceptor接下来是责任链的调用.

/**
   * 责任链调用
   */
  public static class MyMethodInvocation implements MethodInvocation {

    // 这是责任链
    protected List list;
    // 目标类
    protected final BaseCalculate target;

    public MyMethodInvocation(List list) {
      this.list = list;
      this.target = new BaseCalculate();
    }

    int i = 0;

    public Object proceed() throws Throwable {
      if (i == list.size()) {
        /**
         * 执行到责任链的最后一环, 执行目标方法
         */
        return target.add(2, 2);
      }
      MethodInterceptor interceptor = list.get(i);
      i++;
      /**
       * 执行责任链调用
       * 这个调用链第一环是: 包装后的前置通知
       * 调用链的第二环是: 环绕通知.
       * 都执行完以后, 执行目标方法.
       */
      return interceptor.invoke(this);
    }

    @Override
    public Object getThis() {
      return target;
    }

    @Override
    public AccessibleObject getStaticPart() {
      return null;
    }

    @Override
    public Method getMethod() {
      try {
        return target.getClass().getMethod("add", int.class, int.class);
      } catch (NoSuchMethodException e) {
        e.printStackTrace();
      }
      return null;
    }

    @Override
    public Object[] getArguments() {
      return new Object[0];
    }
  }

}

这里重点看 proceed () 方法. 我们循环获取了list责任链的通知, 然后执行invoke()方法

proceed() 方法是一个链式循环. 刚开始i=0, list(0)是前置通知, 当调用到前置通知的时候, BeforeAdviceInterceptor.invoke()方法, 又调用了invocation.proceed()方法, 回到了MyMethodInvocation.proceed()方法.

然后i=1, list(1)是环绕通知, 当调用环绕通知的时候, 又调用了invocation.proceed(); 有回到了MyMethodInvocation.proceed()方法.

这是已经是list的最后一环了, 后面不会在调用invoke()方法了. 二是执行目标方法. 执行结束以后, 整个调用结束.

这就是一个调用链.

对于责任链有两点:

1. 要有一个统一的调用, 也就是一个共同的抽象类.

2. 使用循环或者递归, 完成责任链的调用

总结:

上面这种方式, 使用的是ProxyFactoryBean 代理bean工厂的方式. 他有两个限制:

public class ProxyFactoryBean extends ProxyCreatorSupport
        implements FactoryBean