Spring AOP原理学习

本文主要介绍Spring中AOP的原理，至于AOP是什么以及如何使用AOP，请参考此处

环境：SpringBoot 2.4.2

有这样的代码

public class MathCalculator {

    public int div(int i, int j) {
        System.out.println("div..." + i + "/" + j);
        return i / j;
    }
}

@Aspect
public class LogAspects {

    @Pointcut("execution(public int com.hjc.demo.aop.MathCalculator.*(..))")
    public void pointCut() {}

    @Before("pointCut()")
    public void logStart(JoinPoint joinPoint) {
        Object[] args = joinPoint.getArgs();
        System.out.println("@Before: " + joinPoint.getSignature().getName()
                + "running... args are {" + Arrays.asList(args) + "}");
    }

    @After("pointCut()")
    public void logEnd(JoinPoint joinPoint) {
        Object[] args = joinPoint.getArgs();
        System.out.println("@After: " + joinPoint.getSignature().getName()
                + "div ending... args are {" + Arrays.asList(args) + "}");
    }

    @AfterReturning(value="pointCut()", returning="result")
    public void logReturn(JoinPoint joinPoint, Object result) {
        System.out.println("@AfterReturning: " + joinPoint.getSignature().getName()
                + "div return... return value is {" + result + "}");
    }

    @AfterThrowing(value="pointCut()", throwing="exception")
    public void logException(JoinPoint joinPoint, Exception exception) {
        System.out.println("@AfterThrowing: " + joinPoint.getSignature().getName()
                + "div has exception... details: {" + exception + "}");
    }
}

@EnableAspectJAutoProxy
@Configuration
public class AopConfig {

    @Bean
    public MathCalculator mathCalculator() {
        return new MathCalculator();
    }

    @Bean
    public LogAspects logAspects() {
        return new LogAspects();
    }
}

进行单元测试，就能显示使用了AOP的结果

@SpringBootTest
class DemoApplicationTests {

    @Autowired
    private MathCalculator mathCalculator;

    @Test
    public void testAop() {
        mathCalculator.div(1, 1);
    }
}

@EnableAspectJAutoProxy

由上面的代码可见，AOP的功能要起作用，@EnableAspectJAutoProxy注解很关键，不加上这个注解就没有AOP的功能，我们从这个注解出发，研究AOP原理

我们进入这个注解的源码

可以看到@Import({AspectJAutoProxyRegistrar.class})这一行会给容器中导入AspectJAutoProxyRegistrar这个类，利用这个类可以自定义给容器中注册bean

在这个类的方法上加上断点，开启debug

进入方法的第一行

可以看到，AspectJAutoProxyRegistrar这个类给容器中注册了AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator组件

AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator

接下来，我们主要研究AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator这个类的作用。查看这个类的源代码，可以看到这个类的继承树

这个类最终是实现了SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor这个后置处理器和BeanFactoryAware，后置处理器的工作就是在bean初始化前后做一些额外的事情，所以AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator这个类既是一个后置处理器，又是一个Aware接口的实现类

和后置处理器相关

在IOC容器启动之后，创建和注册了许多BeanPostProcessor后置处理器，在bean的初始化过程中执行了后置处理器的“before”和“after”方法。在这其中，InstantiationAwareBeanPostProcessor作为一个后置处理器也创建成功。创建完后，Spring会把BeanPostProcessor注册到BeanFactory中，((AbstractBeanFactory)beanFactory).addBeanPostProcessors(postProcessors);

以上便是创建和注册AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的大致过程

此处首先区分BeanPostProcessor和InstantiationAwareBeanPostProcessor，前者是后者的父类，前者是在Bean对象创建完成初始化前后调用的，而后者是在创建Bean实例之前先尝试用后置处理器返回对象的，这两者的调用时机不同。AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator属于后者，也就是说AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator在所有Bean实例创建之前有一个拦截，此时会调用postProcessBeforeInstantiation()方法，此方法位于其父类AbstractAutoProxyCreator中，重写了InstantiationAwareBeanPostProcessor这个接口对应的方法

postProcessBeforeInstantiation

我们开启debug，观察容器中MathCalculator组件创建之前调用postProcessBeforeInstantiation()方法的时刻

可以看到

首先判断当前Bean是否在advisedBeans中，advisedBeans保存了所有需要增强的Bean
判断当前Bean是否是基础类型isInfrastructureClass()或者是否是切面isAspect()，所谓基础类型，就是Advice，Pointcut，Advisor，AopInfrastructureBean
如果是，则放入advisedBeans中，这里主要是用来处理切面类
判断是否要跳过，不处理这个Bean

postProcessAfterInitialization

在执行完postProcessBeforeInstantiation()之后，Spring会创建对象

创建完对象后，会执行postProcessAfterInitialization()方法

这里的关键是这一行代码this.wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);，我们进入这个方法

可以看到

首先获取当前Bean匹配的所有增强器，也就是通知方法
具体方法分为三步，首先找到候选的所有增强器，也就是所有通知方法，接着就从中获取能在当前Bean使用的增强器，最后对找到的增强器进行排序
保存当前Bean在advisedBeans中
如果当前Bean需要增强，就创建Bean的代理对象
获取所有增强器(通知方法)，并保存到proxyFactory中
根据被拦截的Bean是否实现了接口，Spring自动决定使用JdkDynamicAopProxy(jdk动态代理)还是ObjenesisCglibAopProxy(cglib动态代理)创建代理对象
给容器中返回当前组件用cglib增强了的代理对象，执行目标方法的时候，代理对象就会执行通知方法的流程

目标方法执行流程

在创建完代理对象之后，我们来到目标方法的执行处

可以看到，此时的MathCalculator已经是代理对象，这个代理对象里面保存了详细信息，比如增强器，目标对象等

我们进入目标方法，来到CglibAopProxy的intercept()方法处，这个方法便是拦截目标方法执行

首先根据ProxyFactory对象获取将要执行的目标方法拦截器链，所谓拦截器链，就是每个通知方法被包装为方法拦截器，之后会利用MethodInterceptor机制
List<Object> chain = this.advised.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(method, targetClass);
方法内部首先创建一个List<Object> interceptorList = new ArrayList<>(advisors.length);
遍历所有增强器，将其转为Interceptor -->> registry.getInterceptors(advisor)
如果增强器已经是MethodInterceptor，直接加入到集合中；如果不是，则使用AdvisorAdapter将增强器转为MethodInterceptor，转换完成返回MethodInterceptor数组
如果没有拦截器链，直接执行目标方法
如果有拦截器链，把需要执行的目标对象，目标方法，拦截器链等信息传入创建一个CglibMethodInvocation，并调用proceed()方法，并处理得到的返回值
proceed方法中会进行拦截器链的触发过程，拦截器链的触发过程遵循责任链模式

总结

使用@EnableAspectJAutoProxy注解开启Spring的AOP功能
@EnableAspectJAutoProxy注解会给容器中注册AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator组件
AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator组件是一个后置处理器
在容器的创建流程中会有注册后置处理器的过程，之后便是初始化Bean的过程，在初始化Bean的过程中，该后置处理器会创建业务逻辑组件和切面组件，在组件创建完后，后置处理器会判断该组件是否需要增强，增强的话就将切面的通知方法包装为增强器，并给目标对象创建一个代理对象(使用jdk或者cglib)
执行目标方法的过程就是代理对象执行目标方法的过程
使用CglibAopProxy的intercept()方法进行拦截的话，会得到目标方法的拦截器链(将增强器包装为MethodInterceptor)
利用拦截器的链式机制，依次进入每一个拦截器进行执行
最终效果：
正常执行：前置通知 -> 目标方法 -> 后置通知 -> 返回通知
出现异常：前置通知 -> 目标方法 -> 后置通知 -> 异常通知

posted @ 2021-02-22 00:27 Kinopio 阅读(83) 评论(0) 编辑收藏举报

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