Spring5源码分析系列（十）SpringAOP设计原理及应用场景

布满荆棘的人生 2022-05-13 14:10 175阅读 0赞

本章开始讲解SpringAOP设计原理及应用场景，文章参考自Tom老师视频~~

### SpringAOP应用示例 ###

AOP是OOP的延续，是AspectOrientedProgramming的缩写，意思是面向切面编程。可以通过预编译方式和运行期动态代理实现在不修改源代码的情况下给程序动态统一添加功能的一种技术。AOP设计模式孜孜不倦追求的是调用者和被调用者之间的解耦，AOP可以说也是这种目标的一种实现。

我们现在做的一些非业务，如：日志、事务、安全等都会写在业务代码中(也即是说，这些非业务类横切于业务类)，但这些代码往往是重复，复制——粘贴式的代码会给程序的维护带来不便，AOP就实现了把这些业务需求与系统需求分开来做。这种解决的方式也称代理机制。

先来了解一下AOP的相关概念

切面（Aspect）：官方的抽象定义为“一个关注点的模块化，这个关注点可能会横切多个对象”。“切面”在ApplicationContext中<aop:aspect>来配置。

连接点（Joinpoint）：程序执行过程中的某一行为，例如，MemberService.get的调用或者MemberService.delete抛出异常等行为。

通知（Advice）：“切面”对于某个“连接点”所产生的动作。其中，一个“切面”可以包含多个“Advice”。

切入点（Pointcut）：匹配连接点的断言，在AOP中通知和一个切入点表达式关联。切面中的所有通知所关注的连接点，都由切入点表达式来决定。

目标对象（TargetObject）：被一个或者多个切面所通知的对象。例如，AServcieImpl和BServiceImpl，当然在实际运行时，SpringAOP采用代理实现，实际AOP操作的是TargetObject的代理对象。

AOP代理（AOPProxy）：在SpringAOP中有两种代理方式，JDK动态代理和CGLIB代理。默认情况下，TargetObject实现了接口时，则采用JDK动态代理，例如，AServiceImpl；反之，采用CGLIB代理，例如，BServiceImpl。强制使用CGLIB代理需要将<aop:config>的proxy-target-class属性设为true。

通知（Advice）类型：前置通知（Beforeadvice）：在某连接点（JoinPoint）之前执行的通知，但这个通知不能阻止连接点前的执行。ApplicationContext中在<aop:aspect>里面使用<aop:before>元素进行声明。例如，TestAspect中的doBefore方法。

后置通知（Afteradvice）：当某连接点退出的时候执行的通知（不论是正常返回还是异常退出）。ApplicationContext中在<aop:aspect>里面使用<aop:after>元素进行声明。例如，ServiceAspect中的returnAfter方法，所以Teser中调用UserService.delete抛出异常时，returnAfter方法仍然执行。

返回后通知（Afterreturnadvice）：在某连接点正常完成后执行的通知，不包括抛出异常的情况。ApplicationContext中在<aop:aspect>里面使用<after-returning>元素进行声明。

环绕通知（Aroundadvice）：包围一个连接点的通知，类似Web中Servlet规范中的Filter的doFilter方法。可以在方法的调用前后完成自定义的行为，也可以选择不执行。ApplicationContext中在<aop:aspect>里面使用<aop:around>元素进行声明。例如，ServiceAspect中的around方法。抛出异常后通知（Afterthrowingadvice）：在方法抛出异常退出时执行的通知。ApplicationContext中在<aop:aspect>里面使用<aop:after-throwing>元素进行声明。例如，ServiceAspect中的returnThrow方法。

注：可以将多个通知应用到一个目标对象上，即可以将多个切面织入到同一目标对象。

使用SpringAOP可以基于两种方式，一种是比较方便和强大的注解方式，另一种则是中规中矩的xml配置方式。

先说注解，使用注解配置SpringAOP总体分为两步，第一步是在xml文件中声明激活自动扫描组件功能，同时激活自动代理功能（来测试AOP的注解功能）：

![70][]

第二步是为Aspect切面类添加注解：

![70 1][]

测试代码

![70 2][]

控制台输出如下：

![70 3][]

可以看到，正如我们预期的那样，虽然我们并没有对MemberService类包括其调用方式做任何改变，但是Spring仍然拦截到了其中方法的调用，或许这正是AOP的魔力所在。

再简单说一下xml配置方式，其实也一样简单：![70 4][]

个人觉得不如注解灵活和强大，你可以不同意这个观点，但是不知道如下的代码会不会让你的想法有所改善：![70 5][]以下是MemberService的代码：

![70 6][]应该说学习SpringAOP有两个难点，第一点在于理解AOP的理念和相关概念，第二点在于灵活掌握和使用切入点表达式。概念的理解通常不在一朝一夕，慢慢浸泡的时间长了，自然就明白了，下面我们简单地介绍一下切入点表达式的配置规则吧。

通常情况下，表达式中使用”execution“就可以满足大部分的要求。表达式格式如下：

![70 7][]modifiers-pattern：方法的操作权限

ret-type-pattern：返回值

declaring-type-pattern：方法所在的包

name-pattern：方法名

parm-pattern：参数名

throws-pattern：异常

其中，除ret-type-pattern和name-pattern之外，其他都是可选的。上例中，execution(\*com.spring.service.\*.\*(..))表示com.spring.service包下，返回值为任意类型；方法名任意；参数不作限制的所有方法。

最后说一下通知参数

可以通过args来绑定参数，这样就可以在通知（Advice）中访问具体参数了。例如，<aop:aspect>配置如下：

![70 8][]

上面的代码args(msg,..)是指将切入点方法上的第一个String类型参数添加到参数名为msg的通知的入参上，这样就可以直接使用该参数啦。

访问当前的连接点

在上面的Aspect切面Bean中已经看到了，每个通知方法第一个参数都是JoinPoint。其实，在Spring中，任何通知（Advice）方法都可以将第一个参数定义为org.aspectj.lang.JoinPoint类型用以接受当前连接点对象。JoinPoint接口提供了一系列有用的方法，比如getArgs()（返回方法参数）、getThis()（返回代理对象）、getTarget()（返回目标）、getSignature()（返回正在被通知的方法相关信息）和toString()（打印出正在被通知的方法的有用信息）。

### SpringAOP设计原理及源码分析 ###

开始之前先上图，看看Spring中主要的AOP组件

![70 9][]

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：

![70 10][]

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。

![70 11][]![70 12][]

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:

![70 13][]

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：

![70 14][]

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。

![70 15][]

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，具体代码如下：

![70 16][]

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[70 1]: /images/20220504/cc3710c2af8b4367a3cf659fb30d589e.png
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