30个类手写Spring核心原理之AOP代码织入（5）
本文节选自《Spring 5核心原理》
前面我们已经完成了Spring IoC、DI、MVC三大核心模块的功能，并保证了功能可用。接下来要完成Spring的另一个核心模块—AOP，这也是最难的部分。
1 基础配置
首先，在application.properties中增加如下自定义配置，作为Spring AOP的基础配置：
#多切面配置可以在key前面加前缀
#例如 aspect.logAspect.
#切面表达式#
pointCut=public .* com.tom.spring.demo.service..*Service..*(.*)
#切面类#
aspectClass=com.tom.spring.demo.aspect.LogAspect
#切面前置通知#
aspectBefore=before
#切面后置通知#
aspectAfter=after
#切面异常通知#
aspectAfterThrow=afterThrowing
#切面异常类型#
aspectAfterThrowingName=java.lang.Exception
为了加强理解，我们对比一下Spring AOP的原生配置：
<bean id="xmlAspect" class="com.gupaoedu.aop.aspect.XmlAspect"></bean>
<!-- AOP配置 -->
<aop:config>
<!-- 声明一个切面，并注入切面Bean，相当于@Aspect -->
<aop:aspect ref="xmlAspect">
<!-- 配置一个切入点，相当于@Pointcut -->
<aop:pointcut expression="execution(* com.gupaoedu.aop.service..*(..))" id="simplePointcut"/>
<!-- 配置通知，相当于@Before、@After、@AfterReturn、@Around、@AfterThrowing -->
<aop:before pointcut-ref="simplePointcut" method="before"/>
<aop:after pointcut-ref="simplePointcut" method="after"/>
<aop:after-returning pointcut-ref="simplePointcut" method="afterReturn"/>
<aop:after-throwing pointcut-ref="simplePointcut" method="afterThrow" throwing="ex"/>
</aop:aspect>
</aop:config>
为了方便，我们用properties文件来代替XML，以简化操作。
2 AOP核心原理V1.0版本
AOP的基本实现原理是利用动态代理机制，创建一个新的代理类完成代码织入，以达到代码功能增强的目的。如果各位小伙伴对动态代理原理不太了解的话，可以回看一下我前段时间更新的“设计模式就该这样学”系列中的动态代理模式专题文章。那么Spring AOP又是如何利用动态代理工作的呢？其实Spring主要功能就是完成解耦，将我们需要增强的代码逻辑单独拆离出来放到专门的类中，然后，通过声明配置文件来关联这些已经被拆离的逻辑，最后合并到一起运行。Spring容器为了保存这种关系，我们可以简单的理解成Spring是用一个Map保存保存这种关联关系的。Map的key就是我们要调用的目标方法，Map的value就是我们要织入的方法。只不过要织入的方法有前后顺序，因此我们需要标记织入方法的位置。在目标方法前面织入的逻辑叫做前置通知，在目标方法后面织入的逻辑叫后置通知，在目标方法出现异常时需要织入的逻辑叫异常通知。Map的具体设计如下：
private Map<Method,Map<String, Method>> methodAdvices = new HashMap<Method, Map<String, Method>>();
下面我完整的写出一个简易的ApplicationContex，小伙伴可以参考 一下：
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Properties;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
public class GPApplicationContext {
private Properties contextConfig = new Properties();
private Map<String,Object> ioc = new HashMap<String,Object>();
//用来保存配置文件中对应的Method和Advice的对应关系
private Map<Method,Map<String, Method>> methodAdvices = new HashMap<Method, Map<String, Method>>();
public GPApplicationContext(){
//为了演示，手动初始化一个Bean
ioc.put("memberService", new MemberService());
doLoadConfig("application.properties");
doInitAopConfig();
}
public Object getBean(String name){
return createProxy(ioc.get(name));
}
private Object createProxy(Object instance){
return new GPJdkDynamicAopProxy(instance).getProxy();
}
//加载配置文件
private void doLoadConfig(String contextConfigLocation) {
//直接从类路径下找到Spring主配置文件所在的路径
//并且将其读取出来放到Properties对象中
//相对于scanPackage=com.gupaoedu.demo 从文件中保存到了内存中
InputStream is = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(contextConfigLocation);
try {
contextConfig.load(is);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
if(null != is){
try {
is.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
private void doInitAopConfig() {
try {
Class apectClass = Class.forName(contextConfig.getProperty("aspectClass"));
Map<String,Method> aspectMethods = new HashMap<String,Method>();
for (Method method : apectClass.getMethods()) {
aspectMethods.put(method.getName(),method);
}
//PonintCut 表达式解析为正则表达式
String pointCut = contextConfig.getProperty("pointCut")
.replaceAll("\\.","\\\\.")
.replaceAll("\\\\.\\*",".*")
.replaceAll("\\(","\\\\(")
.replaceAll("\\)","\\\\)");
Pattern pointCutPattern = Pattern.compile(pointCut);
for (Map.Entry<String,Object> entry : ioc.entrySet()) {
Class<?> clazz = entry.getValue().getClass();
//循环找到所有的方法
for (Method method : clazz.getMethods()) {
//保存方法名
String methodString = method.toString();
if(methodString.contains("throws")){
methodString = methodString.substring(0,methodString.lastIndexOf("throws")).trim();
}
Matcher matcher = pointCutPattern.matcher(methodString);
if(matcher.matches()){
Map<String,Method> advices = new HashMap<String,Method>();
if(!(null == contextConfig.getProperty("aspectBefore") || "".equals( contextConfig.getProperty("aspectBefore")))){
advices.put("before",aspectMethods.get(contextConfig.getProperty("aspectBefore")));
}
if(!(null == contextConfig.getProperty("aspectAfter") || "".equals( contextConfig.getProperty("aspectAfter")))){
advices.put("after",aspectMethods.get(contextConfig.getProperty("aspectAfter")));
}
if(!(null == contextConfig.getProperty("aspectAfterThrow") || "".equals( contextConfig.getProperty("aspectAfterThrow")))){
advices.put("afterThrow",aspectMethods.get(contextConfig.getProperty("aspectAfterThrow")));
}
methodAdvices.put(method,advices);
}
}
}
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
class GPJdkDynamicAopProxy implements GPInvocationHandler {
private Object instance;
public GPJdkDynamicAopProxy(Object instance) {
this.instance = instance;
}
public Object getProxy() {
return Proxy.newProxyInstance(instance.getClass().getClassLoader(),instance.getClass().getInterfaces(),this);
}
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
Object aspectObject = Class.forName(contextConfig.getProperty("aspectClass")).newInstance();
Map<String,Method> advices = methodAdvices.get(instance.getClass().getMethod(method.getName(),method.getParameterTypes()));
Object returnValue = null;
advices.get("before").invoke(aspectObject);
try {
returnValue = method.invoke(instance, args);
}catch (Exception e){
advices.get("afterThrow").invoke(aspectObject);
e.printStackTrace();
throw e;
}
advices.get("after").invoke(aspectObject);
return returnValue;
}
}
}
测试代码：
public class MemberServiceTest {
public static void main(String[] args) {
GPApplicationContext applicationContext = new GPApplicationContext();
IMemberService memberService = (IMemberService)applicationContext.getBean("memberService");
try {
memberService.get("1");
memberService.save(new Member());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
我们通过简单几百行代码，就可以完整地演示Spring AOP的核心原理，是不是很简单呢？当然，小伙伴们还是要自己动手哈亲自体验一下，这样才会印象深刻。下面，我们继续完善，将Spring AOP 1.0升级到2.0，那么2.0版本我是完全仿真Spring的原始设计来写的，希望能够给大家带来不一样的手写体验，从而更加深刻地理解Spring AOP的原理。
3 完成AOP顶层设计
3.1 GPJoinPoint
定义一个切点的抽象，这是AOP的基础组成单元。我们可以理解为这是某一个业务方法的附加信息。可想而知，切点应该包含业务方法本身、实参列表和方法所属的实例对象，还可以在GPJoinPoint中添加自定义属性，看下面的代码：
package com.tom.spring.formework.aop.aspect;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 回调连接点，通过它可以获得被代理的业务方法的所有信息
*/
public interface GPJoinPoint {
Method getMethod(); //业务方法本身
Object[] getArguments(); //该方法的实参列表
Object getThis(); //该方法所属的实例对象
//在JoinPoint中添加自定义属性
void setUserAttribute(String key, Object value);
//从已添加的自定义属性中获取一个属性值
Object getUserAttribute(String key);
}
3.2 GPMethodInterceptor
方法拦截器是AOP代码增强的基本组成单元，其子类主要有GPMethodBeforeAdvice、GPAfterReturningAdvice和GPAfterThrowingAdvice。
package com.tom.spring.formework.aop.intercept;
/**
* 方法拦截器顶层接口
*/
public interface GPMethodInterceptor{
Object invoke(GPMethodInvocation mi) throws Throwable;
}
3.3 GPAopConfig
定义AOP的配置信息的封装对象，以方便在之后的代码中相互传递。
package com.tom.spring.formework.aop;
import lombok.Data;
/**
* AOP配置封装
*/
@Data
public class GPAopConfig {
//以下配置与properties文件中的属性一一对应
private String pointCut; //切面表达式
private String aspectBefore; //前置通知方法名
private String aspectAfter; //后置通知方法名
private String aspectClass; //要织入的切面类
private String aspectAfterThrow; //异常通知方法名
private String aspectAfterThrowingName; //需要通知的异常类型
}
3.4 GPAdvisedSupport
GPAdvisedSupport主要完成对AOP配置的解析。其中pointCutMatch()方法用来判断目标类是否符合切面规则，从而决定是否需要生成代理类，对目标方法进行增强。而getInterceptorsAndDynamic- InterceptionAdvice()方法主要根据AOP配置，将需要回调的方法封装成一个拦截器链并返回提供给外部获取。
package com.tom.spring.formework.aop.support;
import com.tom.spring.formework.aop.GPAopConfig;
import com.tom.spring.formework.aop.aspect.GPAfterReturningAdvice;
import com.tom.spring.formework.aop.aspect.GPAfterThrowingAdvice;
import com.tom.spring.formework.aop.aspect.GPMethodBeforeAdvice;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.*;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
/**
* 主要用来解析和封装AOP配置
*/
public class GPAdvisedSupport {
private Class targetClass;
private Object target;
private Pattern pointCutClassPattern;
private transient Map<Method, List<Object>> methodCache;
private GPAopConfig config;
public GPAdvisedSupport(GPAopConfig config){
this.config = config;
}
public Class getTargetClass() {
return targetClass;
}
public void setTargetClass(Class targetClass) {
this.targetClass = targetClass;
parse();
}
public Object getTarget() {
return target;
}
public void setTarget(Object target) {
this.target = target;
}
public List<Object> getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(Method method, Class<?> targetClass) throws Exception {
List<Object> cached = methodCache.get(method);
//缓存未命中，则进行下一步处理
if (cached == null) {
Method m = targetClass.getMethod(method.getName(),method.getParameterTypes());
cached = methodCache.get(m);
//存入缓存
this.methodCache.put(m, cached);
}
return cached;
}
public boolean pointCutMatch(){
return pointCutClassPattern.matcher(this.targetClass.toString()).matches();
}
private void parse(){
//pointCut表达式
String pointCut = config.getPointCut()
.replaceAll("\\.","\\\\.")
.replaceAll("\\\\.\\*",".*")
.replaceAll("\\(","\\\\(")
.replaceAll("\\)","\\\\)");
String pointCutForClass = pointCut.substring(0,pointCut.lastIndexOf("\\(") - 4);
pointCutClassPattern = Pattern.compile("class " + pointCutForClass.substring (pointCutForClass.lastIndexOf(" ")+1));
methodCache = new HashMap<Method, List<Object>>();
Pattern pattern = Pattern.compile(pointCut);
try {
Class aspectClass = Class.forName(config.getAspectClass());
Map<String,Method> aspectMethods = new HashMap<String,Method>();
for (Method m : aspectClass.getMethods()){
aspectMethods.put(m.getName(),m);
}
//在这里得到的方法都是原生方法
for (Method m : targetClass.getMethods()){
String methodString = m.toString();
if(methodString.contains("throws")){
methodString = methodString.substring(0,methodString.lastIndexOf("throws")).trim();
}
Matcher matcher = pattern.matcher(methodString);
if(matcher.matches()){
//能满足切面规则的类，添加到AOP配置中
List<Object> advices = new LinkedList<Object>();
//前置通知
if(!(null == config.getAspectBefore() || "".equals(config.getAspectBefore().trim()))) {
advices.add(new GPMethodBeforeAdvice(aspectMethods.get (config.getAspectBefore()), aspectClass.newInstance()));
}
//后置通知
if(!(null == config.getAspectAfter() || "".equals(config.getAspectAfter(). trim()))) {
advices.add(new GPAfterReturningAdvice(aspectMethods.get (config.getAspectAfter()), aspectClass.newInstance()));
}
//异常通知
if(!(null == config.getAspectAfterThrow() || "".equals(config.getAspectAfterThrow().trim()))) {
GPAfterThrowingAdvice afterThrowingAdvice = new GPAfterThrowingAdvice (aspectMethods.get(config.getAspectAfterThrow()), aspectClass.newInstance());
afterThrowingAdvice.setThrowingName(config.getAspectAfterThrowingName());
advices.add(afterThrowingAdvice);
}
methodCache.put(m,advices);
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
3.5 GPAopProxy
GPAopProxy是代理工厂的顶层接口，其子类主要有两个：GPCglibAopProxy和GPJdkDynamicAopProxy，分别实现CGlib代理和JDK Proxy代理。
package com.tom.spring.formework.aop;
/**
* 代理工厂的顶层接口，提供获取代理对象的顶层入口
*/
//默认就用JDK动态代理
public interface GPAopProxy {
//获得一个代理对象
Object getProxy();
//通过自定义类加载器获得一个代理对象
Object getProxy(ClassLoader classLoader);
}
3.6 GPCglibAopProxy
本文未实现CglibAopProxy，感兴趣的“小伙伴”可以自行尝试。
package com.tom.spring.formework.aop;
import com.tom.spring.formework.aop.support.GPAdvisedSupport;
/**
* 使用CGlib API生成代理类，在此不举例
* 感兴趣的“小伙伴”可以自行实现
*/
public class GPCglibAopProxy implements GPAopProxy {
private GPAdvisedSupport config;
public GPCglibAopProxy(GPAdvisedSupport config){
this.config = config;
}
@Override
public Object getProxy() {
return null;
}
@Override
public Object getProxy(ClassLoader classLoader) {
return null;
}
}
3.7 GPJdkDynamicAopProxy
下面来看GPJdkDynamicAopProxy的实现，主要功能在invoke()方法中。从代码量来看其实不多，主要是调用了GPAdvisedSupport的getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice()方法获得拦截器链。在目标类中，每一个被增强的目标方法都对应一个拦截器链。
package com.tom.spring.formework.aop;
import com.tom.spring.formework.aop.intercept.GPMethodInvocation;
import com.tom.spring.formework.aop.support.GPAdvisedSupport;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.util.List;
/**
* 使用JDK Proxy API生成代理类
*/
public class GPJdkDynamicAopProxy implements GPAopProxy,InvocationHandler {
private GPAdvisedSupport config;
public GPJdkDynamicAopProxy(GPAdvisedSupport config){
this.config = config;
}
//把原生的对象传进来
public Object getProxy(){
return getProxy(this.config.getTargetClass().getClassLoader());
}
@Override
public Object getProxy(ClassLoader classLoader) {
return Proxy.newProxyInstance(classLoader,this.config.getTargetClass().getInterfaces(),this);
}
//invoke()方法是执行代理的关键入口
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
//将每一个JoinPoint也就是被代理的业务方法（Method）封装成一个拦截器，组合成一个拦截器链
List<Object> interceptorsAndDynamicMethodMatchers = config.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(method,this.config.getTargetClass());
//交给拦截器链MethodInvocation的proceed()方法执行
GPMethodInvocation invocation = new GPMethodInvocation(proxy,this.config.getTarget(), method,args,this.config.getTargetClass(),interceptorsAndDynamicMethodMatchers);
return invocation.proceed();
}
}
从代码中可以看出，从GPAdvisedSupport中获得的拦截器链又被当作参数传入GPMethodInvocation的构造方法中。那么GPMethodInvocation中到底又对方法链做了什么呢？
3.8 GPMethodInvocation
GPMethodInvocation的代码如下：
package com.tom.spring.formework.aop.intercept;
import com.tom.spring.formework.aop.aspect.GPJoinPoint;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.List;
/**
* 执行拦截器链，相当于Spring中ReflectiveMethodInvocation的功能
*/
public class GPMethodInvocation implements GPJoinPoint {
private Object proxy; //代理对象
private Method method; //代理的目标方法
private Object target; //代理的目标对象
private Class<?> targetClass; //代理的目标类
private Object[] arguments; //代理的方法的实参列表
private List<Object> interceptorsAndDynamicMethodMatchers; //回调方法链
//保存自定义属性
private Map<String, Object> userAttributes;
private int currentInterceptorIndex = -1;
public GPMethodInvocation(Object proxy, Object target, Method method, Object[] arguments,
Class<?> targetClass, List<Object> interceptorsAndDynamicMethodMatchers) {
this.proxy = proxy;
this.target = target;
this.targetClass = targetClass;
this.method = method;
this.arguments = arguments;
this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers = interceptorsAndDynamicMethodMatchers;
}
public Object proceed() throws Throwable {
//如果Interceptor执行完了，则执行joinPoint
if (this.currentInterceptorIndex == this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.size() - 1) {
return this.method.invoke(this.target,this.arguments);
}
Object interceptorOrInterceptionAdvice =
this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.get(++this.currentInterceptorIndex);
//如果要动态匹配joinPoint
if (interceptorOrInterceptionAdvice instanceof GPMethodInterceptor) {
GPMethodInterceptor mi = (GPMethodInterceptor) interceptorOrInterceptionAdvice;
return mi.invoke(this);
} else {
//执行当前Intercetpor
return proceed();
}
}
@Override
public Method getMethod() {
return this.method;
}
@Override
public Object[] getArguments() {
return this.arguments;
}
@Override
public Object getThis() {
return this.target;
}
public void setUserAttribute(String key, Object value) {
if (value != null) {
if (this.userAttributes == null) {
this.userAttributes = new HashMap<String,Object>();
}
this.userAttributes.put(key, value);
}
else {
if (this.userAttributes != null) {
this.userAttributes.remove(key);
}
}
}
public Object getUserAttribute(String key) {
return (this.userAttributes != null ? this.userAttributes.get(key) : null);
}
}
从代码中可以看出，proceed()方法才是MethodInvocation的关键所在。在proceed()中，先进行判断，如果拦截器链为空，则说明目标方法无须增强，直接调用目标方法并返回。如果拦截器链不为空，则将拦截器链中的方法按顺序执行，直到拦截器链中所有方法全部执行完毕。
4 设计AOP基础实现
4.1 GPAdvice
GPAdvice作为所有回调通知的顶层接口设计，在Mini版本中为了尽量和原生Spring保持一致，只是被设计成了一种规范，并没有实现任何功能。
/**
* 回调通知顶层接口
*/
public interface GPAdvice {
}
4.2 GPAbstractAspectJAdvice
使用模板模式设计GPAbstractAspectJAdvice类，封装拦截器回调的通用逻辑，主要封装反射动态调用方法，其子类只需要控制调用顺序即可。
package com.tom.spring.formework.aop.aspect;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 封装拦截器回调的通用逻辑，在Mini版本中主要封装了反射动态调用方法
*/
public abstract class GPAbstractAspectJAdvice implements GPAdvice {
private Method aspectMethod;
private Object aspectTarget;
public GPAbstractAspectJAdvice(
Method aspectMethod, Object aspectTarget) {
this.aspectMethod = aspectMethod;
this.aspectTarget = aspectTarget;
}
//反射动态调用方法
protected Object invokeAdviceMethod(GPJoinPoint joinPoint,Object returnValue,Throwable ex)
throws Throwable {
Class<?> [] paramsTypes = this.aspectMethod.getParameterTypes();
if(null == paramsTypes || paramsTypes.length == 0) {
return this.aspectMethod.invoke(aspectTarget);
}else {
Object[] args = new Object[paramsTypes.length];
for (int i = 0; i < paramsTypes.length; i++) {
if(paramsTypes[i] == GPJoinPoint.class){
args[i] = joinPoint;
}else if(paramsTypes[i] == Throwable.class){
args[i] = ex;
}else if(paramsTypes[i] == Object.class){
args[i] = returnValue;
}
}
return this.aspectMethod.invoke(aspectTarget,args);
}
}
}
4.3 GPMethodBeforeAdvice
GPMethodBeforeAdvice继承GPAbstractAspectJAdvice，实现GPAdvice和GPMethodInterceptor接口，在invoke()中控制前置通知的调用顺序。
package com.tom.spring.formework.aop.aspect;
import com.tom.spring.formework.aop.intercept.GPMethodInterceptor;
import com.tom.spring.formework.aop.intercept.GPMethodInvocation;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 前置通知具体实现
*/
public class GPMethodBeforeAdvice extends GPAbstractAspectJAdvice implements GPAdvice, GPMethodInterceptor {
private GPJoinPoint joinPoint;
public GPMethodBeforeAdvice(Method aspectMethod, Object target) {
super(aspectMethod, target);
}
public void before(Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {
invokeAdviceMethod(this.joinPoint,null,null);
}
public Object invoke(GPMethodInvocation mi) throws Throwable {
this.joinPoint = mi;
this.before(mi.getMethod(), mi.getArguments(), mi.getThis());
return mi.proceed();
}
}
4.4 GPAfterReturningAdvice
GPAfterReturningAdvice继承GPAbstractAspectJAdvice，实现GPAdvice和GPMethodInterceptor接口，在invoke()中控制后置通知的调用顺序。
package com.tom.spring.formework.aop.aspect;
import com.tom.spring.formework.aop.intercept.GPMethodInterceptor;
import com.tom.spring.formework.aop.intercept.GPMethodInvocation;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 后置通知具体实现
*/
public class GPAfterReturningAdvice extends GPAbstractAspectJAdvice implements GPAdvice, GPMethodInterceptor {
private GPJoinPoint joinPoint;
public GPAfterReturningAdvice(Method aspectMethod, Object target) {
super(aspectMethod, target);
}
@Override
public Object invoke(GPMethodInvocation mi) throws Throwable {
Object retVal = mi.proceed();
this.joinPoint = mi;
this.afterReturning(retVal, mi.getMethod(), mi.getArguments(), mi.getThis());
return retVal;
}
public void afterReturning(Object returnValue, Method method, Object[] args,Object target) throws Throwable{
invokeAdviceMethod(joinPoint,returnValue,null);
}
}
4.5 GPAfterThrowingAdvice
GPAfterThrowingAdvice继承GPAbstractAspectJAdvice，实现GPAdvice和GPMethodInterceptor接口，在invoke()中控制异常通知的调用顺序。
package com.tom.spring.formework.aop.aspect;
import com.tom.spring.formework.aop.intercept.GPMethodInterceptor;
import com.tom.spring.formework.aop.intercept.GPMethodInvocation;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 异常通知具体实现
*/
public class GPAfterThrowingAdvice extends GPAbstractAspectJAdvice implements GPAdvice, GPMethodInterceptor {
private String throwingName;
private GPMethodInvocation mi;
public GPAfterThrowingAdvice(Method aspectMethod, Object target) {
super(aspectMethod, target);
}
public void setThrowingName(String name) {
this.throwingName = name;
}
@Override
public Object invoke(GPMethodInvocation mi) throws Throwable {
try {
return mi.proceed();
}catch (Throwable ex) {
invokeAdviceMethod(mi,null,ex.getCause());
throw ex;
}
}
}
感兴趣的“小伙伴”可以参看Spring源码，自行实现环绕通知的调用逻辑。
4.6 接入getBean()方法
在上面的代码中，我们已经完成了Spring AOP模块的核心功能，那么接下如何集成到IoC容器中去呢？找到GPApplicationContext的getBean()方法，我们知道getBean()中负责Bean初始化的方法其实就是instantiateBean()，在初始化时就可以确定是否返回原生Bean或Proxy Bean。代码实现如下：
//传一个BeanDefinition，返回一个实例Bean
private Object instantiateBean(GPBeanDefinition beanDefinition){
Object instance = null;
String className = beanDefinition.getBeanClassName();
try{
//因为根据Class才能确定一个类是否有实例
if(this.singletonBeanCacheMap.containsKey(className)){
instance = this.singletonBeanCacheMap.get(className);
}else{
Class<?> clazz = Class.forName(className);
instance = clazz.newInstance();
GPAdvisedSupport config = instantionAopConfig(beanDefinition);
config.setTargetClass(clazz);
config.setTarget(instance);
if(config.pointCutMatch()) {
instance = createProxy(config).getProxy();
}
this.factoryBeanObjectCache.put(className,instance);
this.singletonBeanCacheMap.put(beanDefinition.getFactoryBeanName(),instance);
}
return instance;
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
return null;
}
private GPAdvisedSupport instantionAopConfig(GPBeanDefinition beanDefinition) throws Exception{
GPAopConfig config = new GPAopConfig();
config.setPointCut(reader.getConfig().getProperty("pointCut"));
config.setAspectClass(reader.getConfig().getProperty("aspectClass"));
config.setAspectBefore(reader.getConfig().getProperty("aspectBefore"));
config.setAspectAfter(reader.getConfig().getProperty("aspectAfter"));
config.setAspectAfterThrow(reader.getConfig().getProperty("aspectAfterThrow"));
config.setAspectAfterThrowingName(reader.getConfig().getProperty("aspectAfterThrowingName"));
return new GPAdvisedSupport(config);
}
private GPAopProxy createProxy(GPAdvisedSupport config) {
Class targetClass = config.getTargetClass();
if (targetClass.getInterfaces().length > 0) {
return new GPJdkDynamicAopProxy(config);
}
return new GPCglibAopProxy(config);
}
从上面的代码中可以看出，在instantiateBean()方法中调用createProxy()决定代理工厂的调用策略，然后调用代理工厂的proxy()方法创建代理对象。最终代理对象将被封装到BeanWrapper中并保存到IoC容器。
5 织入业务代码
通过前面的代码编写，所有的核心模块和底层逻辑都已经实现，“万事俱备，只欠东风。”接下来，该是“见证奇迹的时刻了”。我们来织入业务代码，做一个测试。创建LogAspect类，实现对业务方法的监控。主要记录目标方法的调用日志，获取目标方法名、实参列表、每次调用所消耗的时间。
5.1 LogAspect
LogAspect的代码如下：
package com.tom.spring.demo.aspect;
import com.tom.spring.formework.aop.aspect.GPJoinPoint;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.util.Arrays;
/**
* 定义一个织入的切面逻辑，也就是要针对目标代理对象增强的逻辑
* 本类主要完成对方法调用的监控，监听目标方法每次执行所消耗的时间
*/
@Slf4j
public class LogAspect {
//在调用一个方法之前，执行before()方法
public void before(GPJoinPoint joinPoint){
joinPoint.setUserAttribute("startTime_" + joinPoint.getMethod().getName(),System.currentTimeMillis());
//这个方法中的逻辑是由我们自己写的
log.info("Invoker Before Method!!!" +
"\nTargetObject:" + joinPoint.getThis() +
"\nArgs:" + Arrays.toString(joinPoint.getArguments()));
}
//在调用一个方法之后，执行after()方法
public void after(GPJoinPoint joinPoint){
log.info("Invoker After Method!!!" +
"\nTargetObject:" + joinPoint.getThis() +
"\nArgs:" + Arrays.toString(joinPoint.getArguments()));
long startTime = (Long) joinPoint.getUserAttribute("startTime_" + joinPoint.getMethod().getName());
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("use time :" + (endTime - startTime));
}
public void afterThrowing(GPJoinPoint joinPoint, Throwable ex){
log.info("出现异常" +
"\nTargetObject:" + joinPoint.getThis() +
"\nArgs:" + Arrays.toString(joinPoint.getArguments()) +
"\nThrows:" + ex.getMessage());
}
}
通过上面的代码可以发现，每一个回调方法都加了一个参数GPJoinPoint，还记得GPJoinPoint为何物吗？事实上，GPMethodInvocation就是GPJoinPoint的实现类。而GPMethodInvocation又是在GPJdkDynamicAopPorxy的invoke()方法中实例化的，即每个被代理对象的业务方法会对应一个GPMethodInvocation实例。也就是说，MethodInvocation的生命周期是被代理对象中业务方法的生命周期的对应。前面我们已经了解，调用GPJoinPoint的setUserAttribute()方法可以在GPJoinPoint中自定义属性，调用getUserAttribute()方法可以获取自定义属性的值。
在LogAspect的before()方法中，在GPJoinPoint中设置了startTime并赋值为系统时间，即记录方法开始调用时间到MethodInvocation的上下文。在LogAspect的after()方法中获取startTime，再次获取的系统时间保存到endTime。在AOP拦截器链回调中，before()方法肯定在after()方法之前调用，因此两次获取的系统时间会形成一个时间差，这个时间差就是业务方法执行所消耗的时间。通过这个时间差，就可以判断业务方法在单位时间内的性能消耗，是不是设计得非常巧妙？事实上，市面上几乎所有的系统监控框架都是基于这样一种思想来实现的，可以高度解耦并减少代码侵入。
5.2 IModifyService
为了演示异常回调通知，我们给之前定义的IModifyService接口的add()方法添加了抛出异常的功能，看下面的代码实现：
package com.tom.spring.demo.service;
/**
* 增、删、改业务
*/
public interface IModifyService {
/**
* 增加
*/
String add(String name, String addr) throws Exception;
/**
* 修改
*/
String edit(Integer id, String name);
/**
* 删除
*/
String remove(Integer id);
}
5.3 ModifyService
ModifyService的代码如下：
package com.tom.spring.demo.service.impl;
import com.tom.spring.demo.service.IModifyService;
import com.tom.spring.formework.annotation.GPService;
/**
* 增、删、改业务
*/
@GPService
public class ModifyService implements IModifyService {
/**
* 增加
*/
public String add(String name,String addr) throws Exception {
throw new Exception("故意抛出异常，测试切面通知是否生效");
// return "modifyService add,name=" + name + ",addr=" + addr;
}
/**
* 修改
*/
public String edit(Integer id,String name) {
return "modifyService edit,id=" + id + ",name=" + name;
}
/**
* 删除
*/
public String remove(Integer id) {
return "modifyService id=" + id;
}
}
6 运行效果演示
在浏览器中输入 http://localhost/web/add.json?name=Tom&addr=HunanChangsha ，就可以直观明了地看到Service层抛出的异常信息，如下图所示。
控制台输出如下图所示。
通过控制台输出，可以看到异常通知成功捕获异常信息，触发了GPMethodBeforeAdvice 和GPAfterThrowingAdvice，而并未触发GPAfterReturningAdvice，符合我们的预期。
下面再做一个测试，输入 http://localhost/web/query.json?name=Tom ，结果如下图所示：
控制台输出如下图所示：
通过控制台输出可以看到，分别捕获了前置通知、后置通知，并打印了相关信息，符合我们的预期。
至此AOP模块大功告成，是不是有一种小小的成就感，跃跃欲试？在整个Mini版本实现中有些细节没有过多考虑，更多的是希望给“小伙伴们”提供一种学习源码的思路。手写源码不是为了重复造轮子，也不是为了装“高大上”，其实只是我们推荐给大家的一种学习方式。
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