Spring的AOP原理分析

Spring的AOP原理分析

AOP原理

1.AOP功能测试

AOP：【动态代理】

指在程序运行期间动态的将某段代码切入到指定方法指定位置进行运行的编程方式；

测试步骤:

1、导入aop模块；Spring AOP：(spring-aspects)

2、定义一个业务逻辑类（MathCalculator）；在业务逻辑运行的时候将日志进行打印（方法之前、方法运行结束、方法出现异常，xxx）

3、定义一个日志切面类（LogAspects）：切面类里面的方法需要动态感知MathCalculator.div运行到哪里然后执行；

通知方法：

前置通知(@Before)：logStart：在目标方法(div)运行之前运行后置通知(@After)：logEnd：在目标方法(div)运行结束之后运行（无论方法正常结束还是异常结束）返回通知(@AfterReturning)：logReturn：在目标方法(div)正常返回之后运行异常通知(@AfterThrowing)：logException：在目标方法(div)出现异常以后运行环绕通知(@Around)：动态代理，手动推进目标方法运行（joinPoint.procced()）

4、给切面类的目标方法标注何时何地运行（通知注解）；

5、将切面类和业务逻辑类（目标方法所在类）都加入到容器中;

6、必须告诉Spring哪个类是切面类(给切面类上加一个注解：@Aspect)

[7]、给配置类中加 @EnableAspectJAutoProxy 【开启基于注解的aop模式】

目标类MathCalculator:

public class MathCalculator { //目标方法(待增强方法) public int div(int i,int j){ System.out.println("MathCalculator...div..."); return i/j; }}

切面类:

/** * 切面类 * @Aspect:告诉Spring这是一个切面类 */@Aspectpublic class LogAspects { //抽取公共的切入点表达式 //1.本类引用 //2.其他的切面引用 @Pointcut("execution(public int com.rg.aop.MathCalculator.*(..))") public void pointCut(){} //在目标方法之前切入:切入表达式(指定那个方法切入) @Before("pointCut()") public void logStart(JoinPoint joinPoint){ Object[] args = joinPoint.getArgs(); System.out.println(joinPoint.getSignature().getName()+"正在运行...@Before:参数列表是:"+ Arrays.asList(args)); } //最终通知 @After("com.rg.aop.LogAspects.pointCut()") public void logEnd(JoinPoint joinPoint){ Object[] args = joinPoint.getArgs(); System.out.println(joinPoint.getSignature().getName()+"结束...@After:参数列表是:"+Arrays.asList(args)); } // 后置通知 切入点之后执行. @AfterReturning(value = "pointCut()",returning = "result") //JointPoint 一定要出现在参数表的第一位. public void logRegurning(JoinPoint joinPoint,Object result){ System.out.println(joinPoint.getSignature().getName()+"正常返回...运行结果:"+result); } @AfterThrowing(value = "pointCut()",throwing = "exception") public void logException(JoinPoint joinPoint,Exception exception){ System.out.println(joinPoint.getSignature().getName()+"出现异常...异常信息:"+exception); }}

配置类:

@EnableAspectJAutoProxy //开启基于注解的AOP模式@Configurationpublic class MainConfigOfAOP { //业务逻辑类加入容器中 @Bean public MathCalculator calculator(){ return new MathCalculator(); } //将切面类加入到容器中 @Bean public LogAspects logAspects(){ return new LogAspects(); }}

测试:

@Testpublic void test01(){ AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfigOfAOP.class); //在这里MathCalculator对象必须是Spring提供的,因为只有Spring提供的对象才会有动态代理等功能. // MathCalculator mathCalculator1 = new MathCalculator(); // mathCalculator1.div(); MathCalculator mathCalculator = applicationContext.getBean(MathCalculator.class); mathCalculator.div(1,1); applicationContext.close();}

运行结果:

总结:

1）、将业务逻辑组件和切面类都加入到容器中；告诉Spring哪个是切面类（@Aspect）2）、在切面类上的每一个通知方法上标注通知注解，告诉Spring何时何地运行（切入点表达式）3）、开启基于注解的aop模式；@EnableAspectJAutoProxy

2.@EnableAspectJAutoProxy原理(一)—简单分析

1.分析@EnableAspectJAutoProxy

@EnableAspectJAutoProxy ↓导入@Import(AspectJAutoProxyRegistrar.class) ↓class AspectJAutoProxyRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar { AopConfigUtils.registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary(registry); //注册一个AspectJAnnotationAutoProxyCreator ...} ↓ registerOrEscalateApcAsRequired(AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator.class, registry, source);//注册或升级如果需要... ↓ if (registry.containsBeanDefinition(AUTO_PROXY_CREATOR_BEAN_NAME)) {//判断是否包含AUTO_PROXY_CREATOR_BEAN_NAME ,刚开始肯定没有,不进入. BeanDefinition apcDefinition = registry.getBeanDefinition(AUTO_PROXY_CREATOR_BEAN_NAME); if (!cls.getName().equals(apcDefinition.getBeanClassName())) { int currentPriority = findPriorityForClass(apcDefinition.getBeanClassName()); int requiredPriority = findPriorityForClass(cls); if (currentPriority < requiredPriority) { apcDefinition.setBeanClassName(cls.getName()); } } return null; } RootBeanDefinition beanDefinition = new RootBeanDefinition(cls);//cls就是上面的AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator,创建一个RootBeanDefinition//为beanDefinition设置相关属性.beanDefinition.setSource(source);beanDefinition.getPropertyValues().add("order", Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE);beanDefinition.setRole(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE);//将其注册到registry中.命名为AUTO_PROXY_CREATOR_BEAN_NAME= internalAutoProxyCreatorregistry.registerBeanDefinition(AUTO_PROXY_CREATOR_BEAN_NAME, beanDefinition);return beanDefinition;//返回.

AUTO_PROXY_CREATOR_BEAN_NAME=internalAutoProxyCreator=cls

=AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator

分析结果:给容器中注册一个AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator:注解装配模式的AspectJ切面自动代理创建器.

小技巧:以后如果遇到@EnableXXX 注解.我们就点进去看看,有没有@Inport,其他类,然后一步步的分析,找出这些操作的最终的结果.

2.AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的继承体系:

AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator ->AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator ->AbstractAdvisorAutoProxyCreator ->AbstractAutoProxyCreator implements SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor, BeanFactoryAware ->ProxyProcessorSupport implements ordered... ->...

注意:

XXXBeanPostProcessor后置处理器（在bean初始化完成前后做事情）

BeanFactoryAware:自动装配bean到BeanFactory中

3.@EnableAspectJAutoProxy原理(二)—创建和注册AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator

AbstractAutoProxyCreator:设置BeanFactory: setBeanFactory(☆)后置处理器的方法 postProcessBeforeInstantiation(☆) postProcessAfterInitialization(☆) ↓AbstractAdvisorAutoProxyCreator重写setBeanFactory(),且方法内调用initBeanFactory()(☆) ↓AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator:没有与之相关的方法 ↓AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator: initBeanFactory() 调用并重写父类的该方法.(☆)

所以我们可以在上面(标有五角星的方法),以及LogAspects中的两个方法上打断点进行调试:>

Debug流程分析:

1)传入配置类,创建IOC容器... = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfigOfAOP.class); ↓2)注册配置类,调用refresh刷新容器 register(annotatedClasses); refresh();=>调用registerBeanPostProcessors方法3)registerBeanPostProcessors(beanFactory):注册bean的后置处理器,方便拦截. 1)、 获取IOC容器中已经定义了的需要创建对象的所有BeanPostProcessor String[] postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanPostProcessor.class, true, false); // Register BeanPostProcessorChecker that logs an info message when // a bean is created during BeanPostProcessor instantiation, i.e. when // a bean is not eligible for getting processed by all BeanPostProcessors. int beanProcessorTargetCount = beanFactory.getBeanPostProcessorCount() + 1 + postProcessorNames.length; 2）、给容器中加入别的BeanPostProcessor beanFactory.addBeanPostProcessor(new BeanPostProcessorChecker(beanFactory, beanProcessorTargetCount)); //分离实现了PriorityOrdered,Ordered,rest接口的BeanPostProcessors // Separate between BeanPostProcessors that implement PriorityOrdered, // Ordered, and the rest. List priorityOrderedPostProcessors = new ArrayList<>(); List internalPostProcessors = new ArrayList<>(); List orderedPostProcessorNames = new ArrayList<>(); List nonOrderedPostProcessorNames = new ArrayList<>(); for (String ppName : postProcessorNames) { if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) { BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class); priorityOrderedPostProcessors.add(pp);//如果是PriorityOrdered类型,就将其加入到priorityOrderedPostProcessors集合中.下面同理... if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) { internalPostProcessors.add(pp); } } else if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) { orderedPostProcessorNames.add(ppName); } else { nonOrderedPostProcessorNames.add(ppName); } } //分离完毕 3).优先注册实现了PriorityOrdered接口的BeanPostProcessor // First, register the BeanPostProcessors that implement PriorityOrdered. sortPostProcessors(priorityOrderedPostProcessors, beanFactory); registerBeanPostProcessors(beanFactory, priorityOrderedPostProcessors); 4).再给容器中注册实现了Order接口的BeanPostProcessor(咱们关注的internalAutoProxyCreator会进入这里) // Next, register the BeanPostProcessors that implement Ordered. List orderedPostProcessors = new ArrayList<>(); for (String ppName : orderedPostProcessorNames) { //6.注册BeanPostProcessor,实际上就是创建BeanPostProcessor对象,保存到容器中. // 根据名称注册BeanPostProcessor(此过程很难,后序可以自己debug看每一步.) BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class); orderedPostProcessors.add(pp); if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) { internalPostProcessors.add(pp); } } sortPostProcessors(orderedPostProcessors, beanFactory); 7).把BeanPostProcessor注册到BeanFactory中.底层原理是:beanFactory.addBeanPostProcessor(postProcessor); registerBeanPostProcessors(beanFactory, orderedPostProcessors); 5).注册没实现优先级接口的普通BeanPostProcessors // Now, register all regular BeanPostProcessors. List nonOrderedPostProcessors = new ArrayList<>(); for (String ppName : nonOrderedPostProcessorNames) { BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class); nonOrderedPostProcessors.add(pp); if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) { internalPostProcessors.add(pp); } } registerBeanPostProcessors(beanFactory, nonOrderedPostProcessors); // Finally, re-register all internal BeanPostProcessors. sortPostProcessors(internalPostProcessors, beanFactory); registerBeanPostProcessors(beanFactory, internalPostProcessors); // Re-register post-processor for detecting inner beans as ApplicationListeners, // moving it to the end of the processor chain (for picking up proxies etc). beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationListenerDetector(applicationContext));)

创建和注册AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的过程小结:

* 1）、传入配置类，创建ioc容器 * 2）、注册配置类，调用refresh（）刷新容器； * 3）、registerBeanPostProcessors(beanFactory);注册bean的后置处理器来方便拦截bean的创建； * 1）、先获取ioc容器已经定义了的需要创建对象的所有BeanPostProcessor * 2）、给容器中加别的BeanPostProcessor * 3）、优先注册实现了PriorityOrdered接口的BeanPostProcessor； * 4）、再给容器中注册实现了Ordered接口的BeanPostProcessor； * 5）、注册没实现优先级接口的BeanPostProcessor； * 6）、注册BeanPostProcessor(实现ordered接口的)，实际上就是创建BeanPostProcessor对象，保存在容器中； * 创建internalAutoProxyCreator的BeanPostProcessor【AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator】 * 1）、创建Bean的实例 * 2）、populateBean；给bean的各种属性赋值 * 3）、initializeBean：初始化bean； * 1）、invokeAwareMethods()：处理Aware接口的方法回调 * 2）、applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization()：应用后置处理器的postProcessBeforeInitialization（） * 3）、invokeInitMethods()；执行自定义的初始化方法 * 4）、applyBeanPostProcessorsAfterInitialization()；执行后置处理器的postProcessAfterInitialization（）； * 4）、BeanPostProcessor(AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator)创建成功；--》aspectJAdvisorsBuilder * 7）、把BeanPostProcessor注册到BeanFactory中； * beanFactory.addBeanPostProcessor(postProcessor); * =======以上是创建和注册AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的过程========

4.@EnableAspectJAutoProxy原理(三)—finishBeanFactoryInitialization()分析

registerBeanPostProcessors(beanFactory) ((原理二)已完成) ↓↓finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);完成BeanFactory初始化工作；创建剩下的单实例bean ↓↓进入beanFactory.preInstantiateSingletons();//实例化所有剩余的单例对象。 ↓↓进入1）、遍历获取容器中所有的Bean，依次创建对象:getBean(beanName); getBean->doGetBean() doGetBean()剖析: //先从缓存中获取当前Bean,如果能获取到,则说明bean是之前被创建过的,直接使用,否则再进行创建. Object sharedInstance = getSingleton(beanName); if (sharedInstance != null && args == null) {// ... bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);//使用 }else{ ... sharedInstance = getSingleton(..){ return createBean(beanName, mbd, args);//进行创建Bean } ... }2)createBean(..):创建Bean(同原理(二)3.6)// AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator 会在任何bean创建之前先尝试返回bean的代理实例,如果不能则进行创建☆☆☆ Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse); ↓↓如果不能返回,执行下面的代码.doCreateBean():真正的创建Bean 1) createBeanInstance(beanName, mbd, args);//创建Bean实例 2) populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);//属性赋值 3) initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);//初始化Bean 1）、invokeAwareMethods()：处理Aware接口的方法回调 * 2）、applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization()：应用后置处理器的postProcessBeforeInitialization（） * 3）、invokeInitMethods()；执行自定义的初始化方法 * 4）、applyBeanPostProcessorsAfterInitialization()；执行后置处理器的postProcessAfterInitialization（）； * 4）、BeanPostProcessor(AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator)创建成功；

resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse);源码解析

resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse); ↓↓后置处理器返回代理对象的原理;如果能返回代理对象就使用,如果不能就继续.1).bean = applyBeanPostProcessorsBeforeInstantiation(targetType, beanName); ↓↓进入 //拿到所有的后置处理器,如果是InstantiationAwareBeanPostProcessor,就执行postProcessBeforeInstantiation方法. for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) { if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) { ... Object result = ibp.postProcessBeforeInstantiation(beanClass, beanName); if (result != null) { return result; } } }2). if(bean!=null){ bean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(bean, beanName); }//如果不为空,执行postProcessAfterInitialization ↓↓不为空时进入 ,执行postProcessAfterInitialization方法. for (BeanPostProcessor beanProcessor : getBeanPostProcessors()) { Object current = beanProcessor.postProcessAfterInitialization(result, beanName); if (current == null) { return result; } result = current; } return result;

注意:

【BeanPostProcessor是在Bean对象创建完成初始化前后调用的】

【InstantiationAwareBeanPostProcessor是在创建Bean实例之前先尝试用后置处理器返回对象的】

关于创建Bean:AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator在所有bean创建之前会有一个拦截,InstantiationAwareBeanPostProcessor会调用postProcessBeforeInstantiation().

小结: finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)(续原理二):

4）、finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);完成BeanFactory初始化工作；创建剩下的单实例bean * 1）、遍历获取容器中所有的Bean，依次创建对象getBean(beanName); * getBean->doGetBean()->getSingleton()-> * 2）、创建bean * 【AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator在所有bean创建之前会有一个拦截，InstantiationAwareBeanPostProcessor，会调用postProcessBeforeInstantiation()】 * 1）、先从缓存中获取当前bean，如果能获取到，说明bean是之前被创建过的，直接使用，否则再创建； * 只要创建好的Bean都会被缓存起来 * 2）、createBean（）;创建bean； * AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator 会在任何bean创建之前先尝试返回bean的实例 * 【BeanPostProcessor是在Bean对象创建完成初始化前后调用的】 * 【InstantiationAwareBeanPostProcessor是在创建Bean实例之前先尝试用后置处理器返回对象的】 * 1）、resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse);解析BeforeInstantiation * 希望后置处理器在此能返回一个代理对象；如果能返回代理对象就使用，如果不能就继续 * 1）、后置处理器先尝试返回对象； * bean = applyBeanPostProcessorsBeforeInstantiation（）： * 拿到所有后置处理器，如果是InstantiationAwareBeanPostProcessor; * 就执行postProcessBeforeInstantiation * if (bean != null) {bean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(bean, beanName);} * * 2）、doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);真正的去创建一个bean实例；和3.6流程一样；

5.@EnableAspectJAutoProxy原理(四)

5.1postProcessBeforeInstantiation()源码分析

for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) { if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {// 1）、每一个bean创建之前，调用postProcessBeforeInstantiation()； Object result = ibp.postProcessBeforeInstantiation(beanClass, beanName); if (result != null) { return result; } }} ↓↓进入调用postProcessBeforeInstantiation(); if (!StringUtils.hasLength(beanName) || !this.targetSourcedBeans.contains(beanName)) { //1）、判断当前bean是否在advisedBeans中（保存了所有需要增强bean） if (this.advisedBeans.containsKey(cacheKey)) { return null; } //2) ,判断当前Bean是否是基础类型的Advice、Pointcut、Advisor、AopInfrastructureBean或者是否是切面(@Aspect) //3)是否需要跳过 if (isInfrastructureClass(beanClass) || shouldSkip(beanClass, beanName)) { this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE); return null; }}

shouldSkip()方法解析:

//1) 获取候选的增强器（切面里面的通知方法）【List candidateAdvisors】List candidateAdvisors = this.findCandidateAdvisors();for(Advisor advisor : candidateAdvisors){//2) 判断每一个增强器是否是 AspectJPointcutAdvisor 类型的；返回true if(advisor instanceof AspectJPointcutAdvisor){ if(((AbstractAspectJAdvice)advisor.getAdvice()).getAspectName().equals(beanName)) { return true; } }}return super.shouldSkip(beanClass,beanName);//否则永远返回false.(底层父类永远返回false)

总结:创建对象之前先执行,postProcessBeforeInstantiation(),之后创建对象—AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator,最后开始执行:postProcessAfterInitialization().

5.2postProcessAfterInitialization()的底层源码:

postProcessAfterInitialization(). ↓↓return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);//包装如果需要的情况下. ↓↓进入1) 获取当前bean的所有增强其(通知方法) Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(...)2) 保存当前bean在adviseBeans中;3) 如果当前bean需要增强,创建当前bean的代理对象; 1) 获取所有增强器(通知方法)Advisor[] advisors = buildAdvisors(beanName, specificInterceptors); 2) 保存到proxyFactory: proxyFactory.addAdvisors(advisors); 3) 创建代理对象:proxyFactory.getProxy(getProxyClassLoader());Spring自己决定创建哪种类型 JdkDynamicAopProxy(config);jdk动态代理； ObjenesisCglibAopProxy(config);cglib的动态代理；4)给容器中返回当前组件使用cglib增强了的代理对象;所有以后容器中获取到的就是这个组件的代理对象,执行目标方法的时候,代理对象就会执行通知方法的流程.

小结:

AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator【后置处理类型:InstantiationAwareBeanPostProcessor】作用： * 1）、每一个bean创建之前，调用postProcessBeforeInstantiation()； * 关心MathCalculator和LogAspect的创建 * 1）、判断当前bean是否在advisedBeans中（保存了所有需要增强bean） * 2）、判断当前bean是否是基础类型的Advice、Pointcut、Advisor、AopInfrastructureBean， * 或者是否是切面（@Aspect） * 3）、是否需要跳过 * 1）、获取候选的增强器（切面里面的通知方法）【List candidateAdvisors】 * 每一个封装的通知方法的增强器是 InstantiationModelAwarePointcutAdvisor； * 判断每一个增强器是否是 AspectJPointcutAdvisor 类型的；返回true * 2）、永远返回false * * 2）、创建对象 * 3)调用postProcessAfterInitialization； * return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);//包装如果需要的情况下 * 1）、获取当前bean的所有增强器（通知方法） Object[] specificInterceptors * 1、找到候选的所有的增强器（找哪些通知方法是需要切入当前bean方法的） * 2、获取到能在bean使用的增强器。 * 3、给增强器排序 * 2）、保存当前bean在advisedBeans中； * 3）、如果当前bean需要增强，创建当前bean的代理对象； * 1）、获取所有增强器（通知方法） * 2）、保存到proxyFactory * 3）、创建代理对象：Spring自动决定 * JdkDynamicAopProxy(config);jdk动态代理； * ObjenesisCglibAopProxy(config);cglib的动态代理； * 4）、给容器中返回当前组件使用cglib增强了的代理对象； * 5）、以后容器中获取到的就是这个组件的代理对象，执行目标方法的时候，代理对象就会执行通知方法的流程；

6.@EnableAspectAutoProxy原理(五)—目标方法执行

* 3）、目标方法执行 ；* 容器中保存了组件的代理对象（cglib增强后的对象），这个对象里面保存了详细信息（比如增强器，目标对象，xxx）；* 1）、CglibAopProxy.intercept();拦截目标方法的执行* 2）、根据ProxyFactory对象获取将要执行的目标方法拦截器链；* List