Spring之AOP底层原理源码解析（上）
文章目录
- 一、cglib和JDK动态代理
- 二、ProxyFactory
- 三、Advice的分类
- 四、Advisor的理解
- 五、创建代理对象的方式
-
- 5.1 ProxyFactoryBean
- 5.2 BeanNameAutoProxyCreator
- 5.3 DefaultAdvisorAutoProxyCreator
- 六、对Spring AOP的理解
- 七、AOP中的概念
- 八、Advice在Spring AOP中对应API
- 九、TargetSource的使用
- 十、Introduction
- 十一、LoadTimeWeaver
一、cglib和JDK动态代理
代理模式的解释：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问，增强一个类中的某个方法，对程序进行扩展。
比如，现在存在一个UserService类：
public class UserService {
public void getUser() {
System.out.println("getUser method execute ...");
}
}
此时，我们new一个UserService对象，然后执行test()方法，结果是显而易见的。
如果我们现在想在不修改UserService类的源码前提下，给test()增加额外逻辑，那么就可以使用动态代理机制来创建UserService对象了，比如：
public class CgLibTest {
public static void main(String[] args) {
// cglib代理的必须是类，是通过父子类的方式实现的代理
UserService target = new UserService();
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(UserService.class);
// 定义额外逻辑，也就是代理逻辑
enhancer.setCallbacks(new Callback[]{new MethodInterceptor() {
@Override
public Object intercept(Object proxyObject, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
System.out.println("before...");
Object result = methodProxy.invoke(target, objects);
System.out.println("after...");
return result;
}
}});
// 动态代理所创建出来的UserService对象
UserService enhancerUserService = (UserService) enhancer.create();
enhancerUserService.getUser();
}
}
得到的都是UserService对象，但是执行test()方法时的效果却不一样了，这就是代理所带来的效果。
上面是通过cglib来实现的代理对象的创建，是基于父子类的，被代理类（UserService）是父类，代理类是子类，代理对象就是代理类的实例对象，代理类是由cglib创建的，对于程序员来说不用关心。
如何理解cglib基于父子类实现的代理，看一下下面这个代码，一下子就记住了：
EnhancerClass extends OriginalClass {
public void proxyMethod() {
System.out.println("代理逻辑...");
// 执行原始对象的方法，同时添加了代理逻辑
super.method();
System.out.println("代理逻辑...");
}
}
除开cglib技术，jdk本身也提供了一种创建代理对象的动态代理机制，但是它只能代理接口，也就是UserService得先有一个接口才能利用jdk动态代理机制来生成一个代理对象，比如：
public interface UserInterface {
public void test();
}
public class UserService implements UserInterface {
public void test() {
System.out.println("test...");
}
}
利用JDK动态代理来生成一个代理对象：
UserService target = new UserService();
// UserInterface接口的代理对象
Object proxy = Proxy.newProxyInstance(UserService.class.getClassLoader(), new Class[]{UserInterface.class}, new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("before...");
Object result = method.invoke(target, args);
System.out.println("after...");
return result;
}
});
UserInterface userService = (UserInterface) proxy;
userService.test();
如果把new Class[]{UserInterface.class}，替换成new Class[]{UserService.class}，允许代码会直接报错：
Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: com.jihu.service.UserService is not an interface
表示一定要是个接口。
由于这个限制，所以产生的代理对象的类型是UserInterface，而不是UserService，这是需要注意的。
二、ProxyFactory
上面我们介绍了两种动态代理技术，那么在Spring中进行了封装，封装出来的类叫做ProxyFactory，表示是创建代理对象的一个工厂，使用起来会比上面的更加方便，比如：
UserService target = new UserService();
ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();
proxyFactory.setTarget(target);
proxyFactory.addAdvice(new MethodInterceptor() {
@Override
public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
System.out.println("before...");
Object result = invocation.proceed();
System.out.println("after...");
return result;
}
});
UserInterface userService = (UserInterface) proxyFactory.getProxy();
userService.test();
这样会增强UserService中的所有方法。
通过ProxyFactory，我们可以不再关系到底是用cglib还是jdk动态代理了，ProxyFactory会帮我们去判断，如果UserService实现了接口，那么ProxyFactory底层就会用cglib动态代理，如果没有实现接口，就会用JDK动态代理技术，上面的代码，就是由于UserService实现了UserInterface接口，所以最后产生的代理对象是UserInterface类型。
三、Advice的分类
1、Before Advice：方法之前执行
public interface MethodBeforeAdvice extends BeforeAdvice {
void before(Method var1, Object[] var2, @Nullable Object var3) throws Throwable;
}
实例：
public class MyMethodBeforeAdvice implements MethodBeforeAdvice {
@Override
public void before(Method method, Object[] objects, Object o) throws Throwable {
System.out.println("before...");
// 不用自己再反射调用方法了，只需要写前置逻辑即可
}
}
2、After returning advice：方法return后执行
public interface AfterReturningAdvice extends AfterAdvice {
void afterReturning(@Nullable Object returnValue, Method method, Object[] args, @Nullable Object target) throws Throwable;
}
3、After throwing advice：方法抛异常后执行
public interface ThrowsAdvice extends AfterAdvice {
}
因为此时不确定异常类型，所以需要自己用类实现接口并定于具体的方法：
public class MyThrowsAdvice implements ThrowsAdvice {
// 注意方法名称
public void afterThrowing(Method method, Object[] args, Object target, NullPointerException e) {
System.out.println("方法抛出异常后执行");
}
}
4、After (finally) advice：方法执行完finally之后执行，这是最后的，比return更后
public interface AfterAdvice extends Advice {
}
5、Around advice：这是功能最强大的Advice，可以自定义执行顺序
@FunctionalInterface
public interface MethodInterceptor extends Interceptor {
Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable;
}
实例：
public class MyAroundAdvice implements MethodInterceptor {
@Override
public Object invoke(MethodInvocation methodInvocation) throws Throwable {
System.out.println("before...");
// around需要自己调用原始方法的执行
Object result = methodInvocation.proceed();
System.out.println("after...");
return result;
}
}
四、Advisor的理解
跟Advice类似的还有一个Advisor的概念，一个Advisor是有一个Pointcut和一个Advice组成的，通过Pointcut可以指定要需要被代理的逻辑，比如一个UserService类中有两个方法，按上面的例子，这两个方法都会被代理，被增强，那么我们现在可以通过Advisor，来控制到具体代理哪一个方法，比如：
UserService target = new UserService();
ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();
proxyFactory.setTarget(target);
proxyFactory.addAdvisor(new PointcutAdvisor() {
@Override
public Pointcut getPointcut() {
return new StaticMethodMatcherPointcut() {
@Override
public boolean matches(Method method, Class<?> targetClass) {
return method.getName().equals("testAbc");
}
};
}
@Override
public Advice getAdvice() {
return new MethodInterceptor() {
@Override
public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
System.out.println("before...");
Object result = invocation.proceed();
System.out.println("after...");
return result;
}
};
}
@Override
public boolean isPerInstance() {
return false;
}
});
UserInterface userService = (UserInterface) proxyFactory.getProxy();
userService.test();
上面代码表示，产生的代理对象，只有在执行testAbc这个方法时才会被增强，会执行额外的逻辑，而在执行其他方法时是不会增强的。
pointCut还可以写表达式：spring aop中pointcut表达式完整版
五、创建代理对象的方式
上面介绍了Spring中所提供了ProxyFactory、Advisor、Advice、PointCut等技术来实现代理对象的创建，但是我们在使用Spring时，我们并不会直接这么去使用ProxyFactory，比如说，我们希望ProxyFactory所产生的代理对象能直接就是Bean，能直接从Spring容器中得到UserSerivce的代理对象，而这些，Spring都是支持的，只不过，作为开发者的我们肯定得告诉Spring，那些类需要被代理，代理逻辑是什么。
5.1 ProxyFactoryBean
@Bean
public ProxyFactoryBean userServiceProxy(){
UserService userService = new UserService();
ProxyFactoryBean proxyFactoryBean = new ProxyFactoryBean();
proxyFactoryBean.setTarget(userService);
proxyFactoryBean.addAdvice(new MethodInterceptor() {
@Override
public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
System.out.println("before...");
Object result = invocation.proceed();
System.out.println("after...");
return result;
}
});
return proxyFactoryBean;
}
通过这种方法来定义一个UserService的Bean，并且是经过了AOP的。但是这种方式只能针对某一个Bean。它是一个FactoryBean，所以利用的就是FactoryBean技术，间接的将UserService的代理对象作为了Bean。
ProxyFactoryBean还有额外的功能，比如可以把某个Advise或Advisor定义成为Bean，然后在ProxyFactoryBean中进行设置：
@Bean
public MethodInterceptor jihuAroundAdvise(){
return new MethodInterceptor() {
@Override
public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
System.out.println("before...");
Object result = invocation.proceed();
System.out.println("after...");
return result;
}
};
}
@Bean
public ProxyFactoryBean userService(){
UserService userService = new UserService();
ProxyFactoryBean proxyFactoryBean = new ProxyFactoryBean();
proxyFactoryBean.setTarget(userService);
proxyFactoryBean.setInterceptorNames("jihuAroundAdvise");
return proxyFactoryBean;
}
5.2 BeanNameAutoProxyCreator
ProxyFactoryBean得自己指定被代理的对象，那么我们可以通过BeanNameAutoProxyCreator来通过指定某个bean的名字，来对该bean进行代理：
@Bean
public BeanNameAutoProxyCreator beanNameAutoProxyCreator() {
BeanNameAutoProxyCreator beanNameAutoProxyCreator = new BeanNameAutoProxyCreator();
beanNameAutoProxyCreator.setBeanNames("userSe*");
beanNameAutoProxyCreator.setInterceptorNames("jihuAroundAdvise");
beanNameAutoProxyCreator.setProxyTargetClass(true);
return beanNameAutoProxyCreator;
}
通过BeanNameAutoProxyCreator可以对批量的Bean进行AOP，并且指定了代理逻辑，指定了一个InterceptorName，也就是一个Advise，前提条件是这个Advise也得是一个Bean，这样Spring才能找到的，但是BeanNameAutoProxyCreator的缺点很明显，它只能根据beanName来指定想要代理的Bean。
5.3 DefaultAdvisorAutoProxyCreator
@Bean
public DefaultPointcutAdvisor defaultPointcutAdvisor(){
NameMatchMethodPointcut pointcut = new NameMatchMethodPointcut();
pointcut.addMethodName("test");
DefaultPointcutAdvisor defaultPointcutAdvisor = new DefaultPointcutAdvisor();
defaultPointcutAdvisor.setPointcut(pointcut);
defaultPointcutAdvisor.setAdvice(new JihuAfterReturningAdvise());
return defaultPointcutAdvisor;
}
@Bean
public DefaultAdvisorAutoProxyCreator defaultAdvisorAutoProxyCreator() {
DefaultAdvisorAutoProxyCreator defaultAdvisorAutoProxyCreator = new DefaultAdvisorAutoProxyCreator();
return defaultAdvisorAutoProxyCreator;
}
通过DefaultAdvisorAutoProxyCreator会直接去找所有Advisor类型的Bean，根据Advisor中的PointCut和Advice信息，确定要代理的Bean以及代理逻辑。
但是，我们发现，通过这种方式，我们得依靠某一个类来实现定义我们的Advisor，或者Advise，或者Pointcut，那么这个步骤能不能更加简化一点呢？
对的，通过注解！
比如我们能不能只定义一个类，然后通过在类中的方法上通过某些注解，来定义PointCut以及Advice，可以的，比如：
@Aspect
@Component
public class JihuAspect {
@Before("execution(public void com.jihu.service.UserService.test())")
public void jihuBefore(JoinPoint joinPoint) {
System.out.println("jihuBefore");
}
}
通过上面这个类，我们就直接定义好了所要代理的方法(通过一个表达式)，以及代理逻辑（被@Before修饰的方法），简单明了，这样对于Spring来说，它要做的就是来解析这些注解了，解析之后得到对应的Pointcut对象、Advice对象，生成Advisor对象，扔进ProxyFactory中，进而产生对应的代理对象，具体怎么解析这些注解就是@EnableAspectJAutoProxy注解所要做的事情了，后面详细分析。
六、对Spring AOP的理解
OOP表示面向对象编程，是一种编程思想，AOP表示面向切面编程，也是一种编程思想，而我们上面所描述的就是Spring为了让程序员更加方便的做到面向切面编程所提供的技术支持，换句话说，就是Spring提供了一套机制，可以让我们更加容易的来进行AOP，所以这套机制我们也可以称之为Spring AOP。
但是值得注意的是，上面所提供的注解的方式来定义Pointcut和Advice，Spring并不是首创，首创是AspectJ，而且也不仅仅只有Spring提供了一套机制来支持AOP，还有比如 JBoss 4.0、aspectwerkz等技术都提供了对于AOP的支持。而刚刚说的注解的方式，Spring是依赖了AspectJ的，或者说，Spring是直接把AspectJ中所定义的那些注解直接拿过来用，自己没有再重复定义了，不过也仅仅只是把注解的定义赋值过来了，每个注解具体底层是怎么解析的，还是Spring自己做的，所以我们在用Spring时，如果你想用@Before、@Around等注解，是需要单独引入aspecj相关jar包的，比如：
compile group: 'org.aspectj', name: 'aspectjrt', version: '1.9.5'
compile group: 'org.aspectj', name: 'aspectjweaver', version: '1.9.5'
值得注意的是：AspectJ是在编译时对字节码进行了修改，是直接在UserService类对应的字节码中进行增强的，也就是可以理解为是在编译时就会去解析@Before这些注解，然后得到代理逻辑，加入到被代理的类中的字节码中去的，所以如果想用AspectJ技术来生成代理对象 ，是需要用单独的AspectJ编译器的。我们在项目中很少这么用，我们仅仅只是用了@Before这些注解，而我们在启动Spring的过程中，Spring会去解析这些注解，然后利用动态代理机制生成代理对象的。
IDEA中使用Aspectj：https://blog.csdn.net/gavin_john/article/details/80156963
七、AOP中的概念
上面我们已经提到Advisor、Advice、PointCut等概念了，还有一些其他的概念，首先关于AOP中的概念本身是比较难理解的，Spring官网上是这么说的：
Let us begin by defining some central AOP concepts and terminology. These terms are not Spring-specific. Unfortunately, AOP terminology is not particularly intuitive. However, it would be even more confusing if Spring used its own terminology.
意思是，AOP中的这些概念不是Spring特有的，不幸的是，AOP中的概念不是特别直观的，但是，如果Spring重新定义自己的那可能会导致更加混乱。
Aspect：表示切面，比如被@Aspect注解的类就是切面，可以在切面中去定义Pointcut、Advice等等。
Join point：表示连接点，表示一个程序在执行过程中的一个点，比如一个方法的执行，比如一个异
常的处理，在Spring AOP中，一个连接点通常表示一个方法的执行。
Advice：表示通知，表示在一个特定连接点上所采取的动作。Advice分为不同的类型，后面详细讨论，在很多AOP框架中，包括Spring，会用Interceptor拦截器来实现Advice，并且在连接点周围维护一个Interceptor链
Pointcut：表示切点，用来匹配一个或多个连接点，Advice与切点表达式是关联在一起的，Advice将会执行在和切点表达式所匹配的连接点上
Introduction：可以使用@DeclareParents来给所匹配的类添加一个接口，并指定一个默认实现
Target object：目标对象，被代理对象
AOP proxy：表示代理工厂，用来创建代理对象的，在Spring Framework中，要么是JDK动态代理，要么是CGLIB代理
Weaving：表示织入，表示创建代理对象的动作，这个动作可以发生在编译时期（比如Aspejctj），或者运行时，比如Spring AOP
八、Advice在Spring AOP中对应API
上面说到的Aspject中的注解，其中有五个是用来定义Advice的，表示代理逻辑，以及执行时机：
1、@Before
2、@AfterReturning
3、@AfterThrowing
4、@After
5、@Around
我们前面也提到过，Spring自己也提供了类似的执行实际的实现类：
1、接口MethodBeforeAdvice，继承了接口BeforeAdvice
2、接口AfterReturningAdvice
3、接口ThrowsAdvice
4、接口AfterAdvice
5、接口MethodInterceptor
Spring会把五个注解解析为对应的Advice类：
1、@Before：AspectJMethodBeforeAdvice，实际上就是一个MethodBeforeAdvice
2、@AfterReturning：AspectJAfterReturningAdvice，实际上就是一个AfterReturningAdvice
3、@AfterThrowing：AspectJAfterThrowingAdvice，实际上就是一个MethodInterceptor
4、@After：AspectJAfterAdvice，实际上就是一个MethodInterceptor
5、@Around：AspectJAroundAdvice，实际上就是一个MethodInterceptor
九、TargetSource的使用
在我们日常的AOP中，被代理对象就是Bean对象，是由BeanFactory给我们创建出来的，但是Spring AOP中提供了TargetSource机制，可以让我们用来自定义逻辑来创建被代理对象。
比如之前所提到的@Lazy注解，当加在属性上时，会产生一个代理对象赋值给这个属性，产生代理对象的代码为：
protected Object buildLazyResolutionProxy(final DependencyDescriptor descriptor, final @Nullable String beanName) {
BeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
Assert.state(beanFactory instanceof DefaultListableBeanFactory,
"BeanFactory needs to be a DefaultListableBeanFactory");
final DefaultListableBeanFactory dlbf = (DefaultListableBeanFactory) beanFactory;
TargetSource ts = new TargetSource() {
@Override
public Class<?> getTargetClass() {
return descriptor.getDependencyType();
}
@Override
public boolean isStatic() {
return false;
}
@Override
public Object getTarget() {
Set<String> autowiredBeanNames = (beanName != null ? new LinkedHashSet<>(1) : null);
Object target = dlbf.doResolveDependency(descriptor, beanName, autowiredBeanNames, null);
if (target == null) {
Class<?> type = getTargetClass();
if (Map.class == type) {
return Collections.emptyMap();
}
else if (List.class == type) {
return Collections.emptyList();
}
else if (Set.class == type || Collection.class == type) {
return Collections.emptySet();
}
throw new NoSuchBeanDefinitionException(descriptor.getResolvableType(),
"Optional dependency not present for lazy injection point");
}
if (autowiredBeanNames != null) {
for (String autowiredBeanName : autowiredBeanNames) {
if (dlbf.containsBean(autowiredBeanName)) {
dlbf.registerDependentBean(autowiredBeanName, beanName);
}
}
}
return target;
}
@Override
public void releaseTarget(Object target) {
}
};
ProxyFactory pf = new ProxyFactory();
pf.setTargetSource(ts);
Class<?> dependencyType = descriptor.getDependencyType();
if (dependencyType.isInterface()) {
pf.addInterface(dependencyType);
}
return pf.getProxy(dlbf.getBeanClassLoader());
}
这段代码就利用了ProxyFactory来生成代理对象，以及使用了TargetSource，以达到代理对象在执行某个方法时，调用TargetSource的getTarget()方法实时得到一个被代理对象。
十、Introduction
Spring AOP之Introduction(@DeclareParents)简介：
https://www.cnblogs.com/powerwu/articles/5170861.html
十一、LoadTimeWeaver
https://www.cnblogs.com/davidwang456/p/5633609.html