java框架篇---spring AOP 实现原理
本文内容纲要：
-什么是AOP
-AOP使用场景
-AOP相关概念
-如何使用SpringAOP
-SpringAOP代理对象的生成
什么是AOP
AOP（Aspect-OrientedProgramming，面向方面编程），可以说是OOP（Object-OrientedPrograming，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。
使用“横切”技术，AOP把软件系统分为两个部分：核心关注点和横切关注点。业务处理的主要流程是核心关注点，与之关系不大的部分是横切关注点。横切关注点的一个特点是，他们经常发生在核心关注点的多处，而各处都基本相似。比如权限认证、日志、事务处理。Aop的作用在于分离系统中的各种关注点，将核心关注点和横切关注点分离开来。正如Avanade公司的高级方案构架师AdamMagee所说，AOP的核心思想就是“将应用程序中的商业逻辑同对其提供支持的通用服务进行分离。”
实现AOP的技术，主要分为两大类：一是采用动态代理技术，利用截取消息的方式，对该消息进行装饰，以取代原有对象行为的执行；二是采用静态织入的方式，引入特定的语法创建“方面”，从而使得编译器可以在编译期间织入有关“方面”的代码。
AOP使用场景
AOP用来封装横切关注点，具体可以在下面的场景中使用:
Authentication权限
Caching缓存
Contextpassing内容传递
Errorhandling错误处理
Lazyloading懒加载
Debugging调试
logging,tracing,profilingandmonitoring记录跟踪优化校准
Performanceoptimization性能优化
Persistence持久化
Resourcepooling资源池
Synchronization同步
Transactions事务
AOP相关概念
方面（Aspect）：一个关注点的模块化，这个关注点实现可能另外横切多个对象。事务管理是J2EE应用中一个很好的横切关注点例子。方面用Spring的Advisor或拦截器实现。
连接点（Joinpoint）:程序执行过程中明确的点，如方法的调用或特定的异常被抛出。
通知（Advice）:在特定的连接点，AOP框架执行的动作。各种类型的通知包括“around”、“before”和“throws”通知。通知类型将在下面讨论。许多AOP框架包括Spring都是以拦截器做通知模型，维护一个“围绕”连接点的拦截器链。Spring中定义了四个advice:BeforeAdvice,AfterAdvice,ThrowAdvice和DynamicIntroductionAdvice
切入点（Pointcut）:指定一个通知将被引发的一系列连接点的集合。AOP框架必须允许开发者指定切入点：例如，使用正则表达式。Spring定义了Pointcut接口，用来组合MethodMatcher和ClassFilter，可以通过名字很清楚的理解，MethodMatcher是用来检查目标类的方法是否可以被应用此通知，而ClassFilter是用来检查Pointcut是否应该应用到目标类上
引入（Introduction）:添加方法或字段到被通知的类。Spring允许引入新的接口到任何被通知的对象。例如，你可以使用一个引入使任何对象实现IsModified接口，来简化缓存。Spring中要使用Introduction,可有通过DelegatingIntroductionInterceptor来实现通知，通过DefaultIntroductionAdvisor来配置Advice和代理类要实现的接口
目标对象（TargetObject）:包含连接点的对象。也被称作被通知或被代理对象。POJO
AOP代理（AOPProxy）:AOP框架创建的对象，包含通知。在Spring中，AOP代理可以是JDK动态代理或者CGLIB代理。
织入（Weaving）:组装方面来创建一个被通知对象。这可以在编译时完成（例如使用AspectJ编译器），也可以在运行时完成。Spring和其他纯JavaAOP框架一样，在运行时完成织入。
如何使用SpringAOP
可以通过配置文件或者编程的方式来使用SpringAOP。
配置可以通过xml文件来进行，大概有四种方式：
-
配置ProxyFactoryBean，显式地设置advisors,advice,target等
-
配置AutoProxyCreator，这种方式下，还是如以前一样使用定义的bean，但是从容器中获得的其实已经是代理对象
-
通过aop:config来配置
-
通过<aop:aspectj-autoproxy>来配置，使用AspectJ的注解来标识通知及切入点
也可以直接使用ProxyFactory来以编程的方式使用SpringAOP，通过ProxyFactory提供的方法可以设置target对象,advisor等相关配置，最终通过getProxy()方法来获取代理对象
具体使用的示例可以google.这里略去
SpringAOP代理对象的生成
Spring提供了两种方式来生成代理对象:JDKProxy和Cglib，具体使用哪种方式生成由AopProxyFactory根据AdvisedSupport对象的配置来决定。默认的策略是如果目标类是接口，则使用JDK动态代理技术，否则使用Cglib来生成代理。下面我们来研究一下Spring如何使用JDK来生成代理对象，具体的生成代码放在JdkDynamicAopProxy这个类中，直接上相关代码：
/**
*<ol>
*<li>获取代理类要实现的接口,除了Advised对象中配置的,还会加上SpringProxy,Advised(opaque=false)
*<li>检查上面得到的接口中有没有定义equals或者hashcode的接口
*<li>调用Proxy.newProxyInstance创建代理对象
*</ol>
*/
publicObjectgetProxy(ClassLoaderclassLoader){
if(logger.isDebugEnabled()){
logger.debug("CreatingJDKdynamicproxy:targetsourceis"+this.advised.getTargetSource());
}
Class[]proxiedInterfaces=AopProxyUtils.completeProxiedInterfaces(this.advised);
findDefinedEqualsAndHashCodeMethods(proxiedInterfaces);
returnProxy.newProxyInstance(classLoader,proxiedInterfaces,this);
}
那这个其实很明了，注释上我也已经写清楚了，不再赘述。
下面的问题是，代理对象生成了，那切面是如何织入的？
我们知道InvocationHandler是JDK动态代理的核心，生成的代理对象的方法调用都会委托到InvocationHandler.invoke()方法。而通过JdkDynamicAopProxy的签名我们可以看到这个类其实也实现了InvocationHandler，下面我们就通过分析这个类中实现的invoke()方法来具体看下SpringAOP是如何织入切面的。
publicObjectinvoke(Objectproxy,Methodmethod,Object[]args)throwsThrowable{
MethodInvocationinvocation=null;
ObjectoldProxy=null;
booleansetProxyContext=false;
TargetSourcetargetSource=this.advised.targetSource;
ClasstargetClass=null;
Objecttarget=null;
try{
//eqauls()方法，具目标对象未实现此方法
if(!this.equalsDefined&&AopUtils.isEqualsMethod(method)){
return(equals(args[0])?Boolean.TRUE:Boolean.FALSE);
}
//hashCode()方法，具目标对象未实现此方法
if(!this.hashCodeDefined&&AopUtils.isHashCodeMethod(method)){
returnnewInteger(hashCode());
}
//Advised接口或者其父接口中定义的方法,直接反射调用,不应用通知
if(!this.advised.opaque&&method.getDeclaringClass().isInterface()
&&method.getDeclaringClass().isAssignableFrom(Advised.class)){
//ServiceinvocationsonProxyConfigwiththeproxyconfig...
returnAopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(this.advised,method,args);
}
ObjectretVal=null;
if(this.advised.exposeProxy){
//Makeinvocationavailableifnecessary.
oldProxy=AopContext.setCurrentProxy(proxy);
setProxyContext=true;
}
//获得目标对象的类
target=targetSource.getTarget();
if(target!=null){
targetClass=target.getClass();
}
//获取可以应用到此方法上的Interceptor列表
Listchain=this.advised.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(method,targetClass);
//如果没有可以应用到此方法的通知(Interceptor)，此直接反射调用method.invoke(target,args)
if(chain.isEmpty()){
retVal=AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(target,method,args);
}else{
//创建MethodInvocation
invocation=newReflectiveMethodInvocation(proxy,target,method,args,targetClass,chain);
retVal=invocation.proceed();
}
//Massagereturnvalueifnecessary.
if(retVal!=null&&retVal==target&&method.getReturnType().isInstance(proxy)
&&!RawTargetAccess.class.isAssignableFrom(method.getDeclaringClass())){
//Specialcase:itreturned"this"andthereturntypeofthemethod
//istype-compatible.Notethatwecan'thelpifthetargetsets
//areferencetoitselfinanotherreturnedobject.
retVal=proxy;
}
returnretVal;
}finally{
if(target!=null&&!targetSource.isStatic()){
//MusthavecomefromTargetSource.
targetSource.releaseTarget(target);
}
if(setProxyContext){
//Restoreoldproxy.
AopContext.setCurrentProxy(oldProxy);
}
}
}
主流程可以简述为：获取可以应用到此方法上的通知链（InterceptorChain）,如果有,则应用通知,并执行joinpoint;如果没有,则直接反射执行joinpoint。而这里的关键是通知链是如何获取的以及它又是如何执行的，下面逐一分析下。
首先，从上面的代码可以看到，通知链是通过Advised.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice()这个方法来获取的,我们来看下这个方法的实现:
publicList<Object>getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(Methodmethod,ClasstargetClass){
MethodCacheKeycacheKey=newMethodCacheKey(method);
List<Object>cached=this.methodCache.get(cacheKey);
if(cached==null){
cached=this.advisorChainFactory.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(
this,method,targetClass);
this.methodCache.put(cacheKey,cached);
}
returncached;
}
可以看到实际的获取工作其实是由AdvisorChainFactory.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice()这个方法来完成的，获取到的结果会被缓存。
下面来分析下这个方法的实现：
/**
*从提供的配置实例config中获取advisor列表,遍历处理这些advisor.如果是IntroductionAdvisor,
*则判断此Advisor能否应用到目标类targetClass上.如果是PointcutAdvisor,则判断
*此Advisor能否应用到目标方法method上.将满足条件的Advisor通过AdvisorAdaptor转化成Interceptor列表返回.
*/
publicListgetInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(Advisedconfig,Methodmethod,ClasstargetClass){
//Thisissomewhattricky...wehavetoprocessintroductionsfirst,
//butweneedtopreserveorderintheultimatelist.
ListinterceptorList=newArrayList(config.getAdvisors().length);
//查看是否包含IntroductionAdvisor
booleanhasIntroductions=hasMatchingIntroductions(config,targetClass);
//这里实际上注册一系列AdvisorAdapter,用于将Advisor转化成MethodInterceptor
AdvisorAdapterRegistryregistry=GlobalAdvisorAdapterRegistry.getInstance();
Advisor[]advisors=config.getAdvisors();
for(inti=0;i<advisors.length;i++){
Advisoradvisor=advisors[i];
if(advisorinstanceofPointcutAdvisor){
//Additconditionally.
PointcutAdvisorpointcutAdvisor=(PointcutAdvisor)advisor;
if(config.isPreFiltered()||pointcutAdvisor.getPointcut().getClassFilter().matches(targetClass)){
//TODO:这个地方这两个方法的位置可以互换下
//将Advisor转化成Interceptor
MethodInterceptor[]interceptors=registry.getInterceptors(advisor);
//检查当前advisor的pointcut是否可以匹配当前方法
MethodMatchermm=pointcutAdvisor.getPointcut().getMethodMatcher();
if(MethodMatchers.matches(mm,method,targetClass,hasIntroductions)){
if(mm.isRuntime()){
//CreatinganewobjectinstanceinthegetInterceptors()method
//isn'taproblemaswenormallycachecreatedchains.
for(intj=0;j<interceptors.length;j++){
interceptorList.add(newInterceptorAndDynamicMethodMatcher(interceptors[j],mm));
}
}else{
interceptorList.addAll(Arrays.asList(interceptors));
}
}
}
}elseif(advisorinstanceofIntroductionAdvisor){
IntroductionAdvisoria=(IntroductionAdvisor)advisor;
if(config.isPreFiltered()||ia.getClassFilter().matches(targetClass)){
Interceptor[]interceptors=registry.getInterceptors(advisor);
interceptorList.addAll(Arrays.asList(interceptors));
}
}else{
Interceptor[]interceptors=registry.getInterceptors(advisor);
interceptorList.addAll(Arrays.asList(interceptors));
}
}
returninterceptorList;
}
这个方法执行完成后，Advised中配置能够应用到连接点或者目标类的Advisor全部被转化成了MethodInterceptor.
接下来我们再看下得到的拦截器链是怎么起作用的
if(chain.isEmpty()){
retVal=AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(target,method,args);
}else{
//创建MethodInvocation
invocation=newReflectiveMethodInvocation(proxy,target,method,args,targetClass,chain);
retVal=invocation.proceed();
}
从这段代码可以看出，如果得到的拦截器链为空，则直接反射调用目标方法，否则创建MethodInvocation，调用其proceed方法，触发拦截器链的执行，来看下具体代码
publicObjectproceed()throwsThrowable{
//Westartwithanindexof-1andincrementearly.
if(this.currentInterceptorIndex==this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.size()-1){
//如果Interceptor执行完了，则执行joinPoint
returninvokeJoinpoint();
}
ObjectinterceptorOrInterceptionAdvice=
this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.get(++this.currentInterceptorIndex);
//如果要动态匹配joinPoint
if(interceptorOrInterceptionAdviceinstanceofInterceptorAndDynamicMethodMatcher){
//Evaluatedynamicmethodmatcherhere:staticpartwillalreadyhave
//beenevaluatedandfoundtomatch.
InterceptorAndDynamicMethodMatcherdm=
(InterceptorAndDynamicMethodMatcher)interceptorOrInterceptionAdvice;
//动态匹配：运行时参数是否满足匹配条件
if(dm.methodMatcher.matches(this.method,this.targetClass,this.arguments)){
//执行当前Intercetpor
returndm.interceptor.invoke(this);
}
else{
//动态匹配失败时,略过当前Intercetpor,调用下一个Interceptor
returnproceed();
}
}
else{
//It'saninterceptor,sowejustinvokeit:Thepointcutwillhave
//beenevaluatedstaticallybeforethisobjectwasconstructed.
//执行当前Intercetpor
return((MethodInterceptor)interceptorOrInterceptionAdvice).invoke(this);
}
}
转自：http://blog.csdn.net/moreevan/article/details/11977115
本文内容总结：什么是AOP，AOP使用场景，AOP相关概念，如何使用SpringAOP，SpringAOP代理对象的生成，
原文链接：https://www.cnblogs.com/oumyye/p/4467276.html