深入解析Spring架构与设计原理-AOP

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Java小铺
2018.08.27 17:27* 字数 2036

关于AOP的个人理解

AOP联盟定义的AOP体系结构把与AOP相关的概念大致分为了由高到低、从使用到实现的三个层次。关于这个体系结构,个人的理解是这样的,从上往下,最高层是语言和开发环境,在这个环境中可以看到几个重要的概念:base可以视为待增强对象,或者说目标对象;aspect指切面,通常包含对于base的增强应用;configuration可以看成是一种编织或者说配置,通过在AOP体系中提供这个configuration配置环境,可以把base和aspect结合起来,从而完成切面对目标对象的编织实现。

对Spring平台或者说生态系统来说,AOP是Spring框架的核心功能模块之一。AOP与IOC容器的结合使用, 为应用开发或者Spring自身功能的扩展都提供了许多便利。Spring AOP的实现和其他特性的实现一样,非常丰富,除了可以使用Spring本身提供的AOP实现之外,还封装了业界优秀的AOP解决方案AspectJ来让应用使用。在这里,主要对Spring自身的AOP实现原理做一些解析;在这个AOP实现中,Spring充分利用了IOC容器Proxy代理对象以及AOP拦截器的功能特性,通过这些对AOP基本功能的封装机制,为用户提供了AOP的实现框架。所以,要了解这些AOP的基本实现,需要我们对Java 的Proxy机制有一些基本了解。

AOP实现的基本线索

AOP实现中,可以看到三个主要的步骤,一个是代理对象的生成,然后是拦截器的作用,然后是Aspect编织的实现。AOP框架的丰富,很大程度体现在这三个具体实现中,所具有的丰富的技术选择,以及如何实现与IOC容器的无缝结合。毕竟这也是一个非常核心的模块,需要满足不同的应用需求带来的解决方案需求。

在Spring AOP的实现原理中,我们主要举ProxyFactoryBean的实现作为例子和实现的基本线索进行分析;很大一个原因,是因为ProxyFactoryBean是在Spring IoC环境中,创建AOP应用的最底层方法,从中,可以看到一条实现AOP的基本线索。在ProxyFactoryBean中,它的AOP实现需要依赖JDK或者CGLIB提供的Proxy特性。从FactoryBean中获取对象,是从getObject()方法作为入口完成的。然后为proxy代理对象配置advisor链,这个配置是在initializeAdvisorChain方法中完成的;然后就为生成AOP代理对象做好了准备,生成代理对象如下所示:

```

private synchronized Object getSingletonInstance() {

if (this.singletonInstance == null) {

this.targetSource = freshTargetSource();

if (this.autodetectInterfaces && getProxiedInterfaces().length == 0 && !isProxyTargetClass()) {

// Rely on AOP infrastructure to tell us what interfaces to proxy.

Class targetClass = getTargetClass();

if (targetClass == null) {

throw new FactoryBeanNotInitializedException("Cannot determine target class for proxy");

}

// 这里设置代理对象的接口     setInterfaces(ClassUtils.getAllInterfacesForClass(targetClass, this.proxyClassLoader));

}

// Initialize the shared singleton instance.

super.setFrozen(this.freezeProxy);

// 注意这里的方法会使用ProxyFactory来生成我们需要的Proxy

this.singletonInstance = getProxy(createAopProxy());

}

return this.singletonInstance;

}

//使用createAopProxy返回的AopProxy来得到代理对象

protected Object getProxy(AopProxy aopProxy) {

return aopProxy.getProxy(this.proxyClassLoader);

}

```

上面我们看到了在Spring中通过ProxyFactoryBean实现AOP功能的第一步,得到AopProxy代理对象的基本过程,下面我们看看AopProxy代理对象的拦截机制是怎样发挥作用,是怎样实现AOP功能的。我们知道,对代理对象的生成,有CGLIB和JDK两种生成方式,在CGLIB中,对拦截器设计是通过在Cglib2AopProxy的AopProxy代理对象生成的时候,在回调DynamicAdvisedInterceptor对象中实现的,这个回调的实现在intercept方法中完成。对于AOP是怎样完成对目标对象的增强的,这些实现是封装在AOP拦截器链中,由一个个具体的拦截器来完成的。具体拦截器的运行是在以下的代码实现中完成的,这些调用在ReflectiveMethodInvocation中。


public Object proceed() throws Throwable {

//  We start with an index of -1 and increment early.

//如果拦截器链中的拦截器迭代调用完毕,这里开始调用target的函数,这个函数是通过反射机制完成的,具体实现在:AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection方法里面。

if (this.currentInterceptorIndex == this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.size() - 1) {

return invokeJoinpoint();

}

//这里沿着定义好的 interceptorOrInterceptionAdvice链进行处理。

Object interceptorOrInterceptionAdvice =

this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.get(++this.currentInterceptorIndex);

if (interceptorOrInterceptionAdvice instanceof InterceptorAndDynamicMethodMatcher) {

// Evaluate dynamic method matcher here: static part will already have

// been evaluated and found to match.

//这里对拦截器进行动态匹配的的判断,还记得我们前面分析的pointcut吗?这里是触发进行匹配的地方,如果和定义的pointcut匹配,那么这个advice将会得到执行。

InterceptorAndDynamicMethodMatcher dm =

(InterceptorAndDynamicMethodMatcher) interceptorOrInterceptionAdvice;

if (dm.methodMatcher.matches(this.method, this.targetClass, this.arguments)) {

return dm.interceptor.invoke(this);

}

else {

// Dynamic matching failed.

// Skip this interceptor and invoke the next in the chain.

// //如果不匹配,那么这个proceed会被递归调用,直到所有的拦截器都被运行过为止。

return proceed();

}

}

else {

// It's an interceptor, so we just invoke it: The pointcut will have

// been evaluated statically before this object was constructed.

//如果是一个interceptor,直接调用这个interceptor对应的方法

return((MethodInterceptor) interceptorOrInterceptionAdvice).invoke(this);

}

}


在调用拦截器的时候,我们接下去就可以看到对advice的通知的调用。而经过一系列的注册,适配的过程以后,拦截器在拦截的时候,会调用到预置好的一个通知适配器,设置通知拦截器,这是一系列Spring设计好为通知服务的类的一个,是最终完成通知拦截和实现的地方,非常的关键。比如,对MethodBeforeAdviceInterceptor的实现是这样的:


public class MethodBeforeAdviceInterceptor implements MethodInterceptor, Serializable {

private MethodBeforeAdvice advice;

/**

* Create a new MethodBeforeAdviceInterceptor for the given advice.

* @param advice the MethodBeforeAdvice to wrap

*/

public MethodBeforeAdviceInterceptor(MethodBeforeAdvice advice) {

Assert.notNull(advice, "Advice must not be null");

this.advice = advice;

}

//这个invoke方法是拦截器的回调方法,会在代理对象的方法被调用的时候触发回调。

public Object invoke(MethodInvocation mi) throws Throwable {

this.advice.before(mi.getMethod(), mi.getArguments(), mi.getThis() );

return mi.proceed();

}

}


在代码中,可以看到,就是这里,会调用advice的before方法!这样就成功的完成了before通知的编织!

因为Spring AOP本身并不打算成为一个一统天下的AOP框架,秉持Spring的一贯设计理念,设想中的Spring设计目标应该是,致力于AOP框架与IOC容器的紧密集成,通过集成AOP技术为JavaEE应用开发中遇到的普遍问题提供解决方案,从而为AOP用户使用AOP技术提供最大的便利,从这个角度上为Java EE的应用开发人员服务。在没有使用第三方AOP解决方案的时候,Spring通过虚拟机的Proxy特性和CGLIB实现了AOP的基本功能,我想,如果有了Spring AOP实现原理的知识背景,再加上我们对源代码实现的认真解读,可以为我们了解其他AOP框架与IOC容器的集成原理,也打下了很好的基础,并真正了解一个AOP框架是在怎样实现的。

这还真是就是我们喜欢开源软件一个原因,有了源代码,软件就没有什么神秘的面纱了!本立而道生,多读源代码吧,或者找一本从源代码出发讲解软件实现的书来看看,就像以前我们学习操作系统,学习TCP/IP那样!一定会有长进的。

在这里顺便给大家推荐一个架构交流群:617434785,里面会分享一些资深架构师录制的视频录像:有Spring,MyBatis,Netty源码分析,高并发、高性能、分布式、微服务架构的原理,JVM性能优化这些成为架构师必备的知识体系。

日记本
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