Spring系列.AOP原理简析

Spring AOP使用简介

Spring的两大核心功能是IOC和AOP。当我们使用Spring的AOP功能时是很方便的。只需要进行下面的配置即可。

@Component
@Aspect
public class MyAspect {

//PointCut匹配的方法必须是Spring中bean的方法
//Pointcut可以有下列方式来定义或者通过&& || 和!的方式进行组合.
//下面定义的这些切入点就可以通过&& ||组合

private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MyAspect.class);

//*:代表方法的返回值可以是任何类型
//整个表达式匹配controller包下面任何的的echo方法，方法入参乐意是任意
@Pointcut("execution(* com.csx.demo.spring.boot.controller.*.echo(..))")
public void pointCut1(){}

@Before("pointCut1()")
public void befor(){
    logger.info("前置通知vvvv...");
    logger.info("我要做些事情...");
}
}

然后再开启注解

//自动选择合适的AOP代理
//传统xml这样配置：<aop:aspectj-autoproxy/>

//exposeProxy = true属性设置成true，意思是将动态生成的代理类expose到AopContext的ThreadLocal线程
//可以通过AopContext.currentProxy();获取到生成的动态代理类。

//proxyTargetClass属性设置动态代理使用JDK动态代理还是使用CGlib代理，设置成true是使用CGlib代理，false的话是使用JDK动态代理

//注意：如果使用Spring Boot的话，下面的配置可以不需要。AopAutoConfiguration这个自动配置类中已经自动开启了AOP
//默认使用CGLIB动态代理，Spring Boot配置的优先级高于下面的配置

@Configuration
@EnableAspectJAutoProxy(exposeProxy = true,proxyTargetClass = false)
public class AopConfig {

}

通上面的配置，当我们调用controller包下面的任何类的echo方法时就会触发前置通知。其实这个说法不是很准确。因为我们调用的类已经不是我们自己写的类了。而是Spring框架通过动态代理生成的类。

稍微了解一点Spring AOP的同学都会知道Spring的AOP是通过动态代理实现的。那Spring是怎么生成动态代理类，并将Advice织入代理类的呢？整个流程是怎样的呢？下面就分析下Spring生成动态代理类的过程。

需要说明下的是，本博客旨在梳理整个AOP动态代理的过程，细节方面需要大家自己去看。

@EnableAspectJAutoProxy干了些啥

如果让你从头开始研究下AOP的原理，你是不是一头雾水，根本不知道从何入手。但其实看Spring的代码有个小技巧：如果你要研究一个功能，可以从开启这个功能的Enable注解开始看。Spring的很多功能都是通过Enable注解开启的，所以这些注解肯定和这些功能相关。

那么这边我们可以从@EnableAspectJAutoProxy这个注解开始着手，看下这个注解做了些什么操作。

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Import(AspectJAutoProxyRegistrar.class)
public @interface EnableAspectJAutoProxy {
    //设置为true的话就一直使用cglib动态代理
    //设置为false的话，对于接口使用jdk动态代理，对于类使用cglib代理
	boolean proxyTargetClass() default false;
	boolean exposeProxy() default false;
}

看到上面的@Impoer注解，我们很自然就会想到去看AspectJAutoProxyRegistrar这个类。

//AspectJAutoProxyRegistrar源代码
class AspectJAutoProxyRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar {

    /**
     * 主要作用也就是注册AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator
     */
    @Override
    public void registerBeanDefinitions(
            AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
        //注册AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的BeanDefinition
        AopConfigUtils.registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary(registry);

        AnnotationAttributes enableAspectJAutoProxy =
                AnnotationConfigUtils.attributesFor(importingClassMetadata, EnableAspectJAutoProxy.class);
        if (enableAspectJAutoProxy != null) {
            //给上面注册的BeanDefinition中添加两个属相proxyTargetClass和exposeProxy
            if (enableAspectJAutoProxy.getBoolean("proxyTargetClass")) {
                AopConfigUtils.forceAutoProxyCreatorToUseClassProxying(registry);
            }
            if (enableAspectJAutoProxy.getBoolean("exposeProxy")) {
                AopConfigUtils.forceAutoProxyCreatorToExposeProxy(registry);
            }
        }
    }

}

我们可以看到上面的类中也没干什么特别的事情，就注册了一个BeanDefinition。如果我们点进去看下AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator这个类的源代码会发现这个类竟然实现了InstantiationAwareBeanPostProcessor这个接口。熟悉Spring尿性的朋友会敏锐的感觉到Spring可能是在postProcessBeforeInstantiation或者postProcessAfterInstantiation这些方法中对Bean进行动态代理的。

“大胆假设，小心求证”，让我们带着这个猜想去看看AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator到底干了些什么？

AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator生成动态代理类

@Override
public Object postProcessBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) {
    Object cacheKey = getCacheKey(beanClass, beanName);

    if (!StringUtils.hasLength(beanName) || !this.targetSourcedBeans.contains(beanName)) {
        if (this.advisedBeans.containsKey(cacheKey)) {
            return null;
        }
        if (isInfrastructureClass(beanClass) || shouldSkip(beanClass, beanName)) {
            this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
            return null;
        }
    }
    // 一般不指定CustomTargetSource，所以不会进入这段代码，所以关键代码在
    // postProcessAfterInitialization中
    // Create proxy here if we have a custom TargetSource.
    // Suppresses unnecessary default instantiation of the target bean:
    // The TargetSource will handle target instances in a custom fashion.
    TargetSource targetSource = getCustomTargetSource(beanClass, beanName);
    if (targetSource != null) {
        if (StringUtils.hasLength(beanName)) {
            this.targetSourcedBeans.add(beanName);
        }
        Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(beanClass, beanName, targetSource);
        Object proxy = createProxy(beanClass, beanName, specificInterceptors, targetSource);
        this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
        return proxy;
    }
    return null;
}

下面是创建动态代理类的关键代码。

@Override
    public Object postProcessAfterInitialization(@Nullable Object bean, String beanName) {
        if (bean != null) {
            Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
            if (this.earlyProxyReferences.remove(cacheKey) != bean) {
                //这边是创建代码类的关键代码
                return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
            }
        }
        return bean;
    }

protected Object wrapIfNecessary(Object bean, String beanName, Object cacheKey) {
        if (StringUtils.hasLength(beanName) && this.targetSourcedBeans.contains(beanName)) {
            return bean;
        }
        if (Boolean.FALSE.equals(this.advisedBeans.get(cacheKey))) {
            return bean;
        }
        if (isInfrastructureClass(bean.getClass()) || shouldSkip(bean.getClass(), beanName)) {
            this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
            return bean;
        }

        // Create proxy if we have advice.
        //获取当前Bean配置的advice，这步是关键
        Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(bean.getClass(), beanName, null);
        if (specificInterceptors != DO_NOT_PROXY) {
            this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.TRUE);
            //创建代理
            Object proxy = createProxy(
                    bean.getClass(), beanName, specificInterceptors, new SingletonTargetSource(bean));
            this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
            return proxy;
        }

        this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
        return bean;
    }

层层dedug进去我们能看到下面这段代码，我们口中常说的JDK动态代理和Cglib动态代理就是在这边生成的。

public class DefaultAopProxyFactory implements AopProxyFactory, Serializable {

    @Override
    public AopProxy createAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException {
        if (config.isOptimize() || config.isProxyTargetClass() || hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config)) {
            Class<?> targetClass = config.getTargetClass();
            if (targetClass == null) {
                throw new AopConfigException("TargetSource cannot determine target class: " +
                        "Either an interface or a target is required for proxy creation.");
            }
            if (targetClass.isInterface() || Proxy.isProxyClass(targetClass)) {
                //生成JDK动态代理
                return new JdkDynamicAopProxy(config);
            }
            //生成Cglib动态代理
            return new ObjenesisCglibAopProxy(config);
        }
        else {
            return new JdkDynamicAopProxy(config);
        }
    }
    /**
     * Determine whether the supplied {@link AdvisedSupport} has only the
     * {@link org.springframework.aop.SpringProxy} interface specified
     * (or no proxy interfaces specified at all).
     */
    private boolean hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(AdvisedSupport config) {
        Class<?>[] ifcs = config.getProxiedInterfaces();
        return (ifcs.length == 0 || (ifcs.length == 1 && SpringProxy.class.isAssignableFrom(ifcs[0])));
    }

到此，我们已经简单分析了Spring动态代理类的生成流程。

PS：关于InstantiationAwareBeanPostProcessor接口和BeanPostProcessor接口大家可以自行了解下，这两个接口是Spring中非常重要的接口。看懂了这两个接口，Spring很多“神秘”的功能你就能理解了。

简单总结

通过上面分析，其实我们发现如果不去看AOP动态代理类生成的细节的话，整个Spring AOP的流程还是挺简单的：

• @EnableAspectJAutoProxy注解通过AopConfigUtils这个工具类注册AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator这个类，这个类实现了InstantiationAwareBeanPostProcessor接口，所以会在Bean实例化前后对Bean做一系列额外的操作；
• AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的postProcessAfterInitialization中会找出所有和当前Bean相关的Advice，如果找到就创建相应的动态代理类，如果找不到就不生成，返回原始类。

所以整个大流程就这么简单。

一些重要类：

• @EnableAspectJAutoProxy;
• AspectJAutoProxyRegistrar：注册AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator
• AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator：AOP动态代理自动生成的处理类，其他类似的类有AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator和InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator等；
• AopConfigUtils：AOP配置工具类
• ProxyFactory：代理工厂
• AopProxy接口：常见实现类ObjenesisCglibAopProxy、JdkDynamicAopProxy

参考

• https://blog.csdn.net/zhoushimiao1990/article/details/89853368