Spring技术内幕——深入解析Spring架构与设计原理（二）AOP

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：

privatesynchronizedObjectgetSingletonInstance(){
if(this.singletonInstance==null){
this.targetSource=freshTargetSource();
if(this.autodetectInterfaces&&getProxiedInterfaces().length==0&&!isProxyTargetClass()){
//RelyonAOPinfrastructuretotelluswhatinterfacestoproxy.
ClasstargetClass=getTargetClass();
if(targetClass==null){
thrownewFactoryBeanNotInitializedException("Cannotdeterminetargetclassforproxy");
}
//这里设置代理对象的接口setInterfaces(ClassUtils.getAllInterfacesForClass(targetClass,this.proxyClassLoader));
}
//Initializethesharedsingletoninstance.
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());
}
returnthis.singletonInstance;
}
//使用createAopProxy返回的AopProxy来得到代理对象
protectedObjectgetProxy(AopProxyaopProxy){
returnaopProxy.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。

publicObjectproceed()throwsThrowable{
//Westartwithanindexof-1andincrementearly.
//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){
returninvokeJoinpoint();
}
//这里沿着定义好的interceptorOrInterceptionAdvice链进行处理。
ObjectinterceptorOrInterceptionAdvice=
this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.get(++this.currentInterceptorIndex);
if(interceptorOrInterceptionAdviceinstanceofInterceptorAndDynamicMethodMatcher){
//Evaluatedynamicmethodmatcherhere:staticpartwillalreadyhave
//beenevaluatedandfoundtomatch.
//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。
InterceptorAndDynamicMethodMatcherdm=
(InterceptorAndDynamicMethodMatcher)interceptorOrInterceptionAdvice;
if(dm.methodMatcher.matches(this.method,this.targetClass,this.arguments)){
returndm.interceptor.invoke(this);
}
else{
//Dynamicmatchingfailed.
//Skipthisinterceptorandinvokethenextinthechain.
////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。
returnproceed();
}
}
else{
//It'saninterceptor,sowejustinvokeit:Thepointcutwillhave
//beenevaluatedstaticallybeforethisobjectwasconstructed.
//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：

publicclassMethodBeforeAdviceInterceptorimplementsMethodInterceptor,Serializable{

privateMethodBeforeAdviceadvice;


/**
*CreateanewMethodBeforeAdviceInterceptorforthegivenadvice.
*@paramadvicetheMethodBeforeAdvicetowrap
*/
publicMethodBeforeAdviceInterceptor(MethodBeforeAdviceadvice){
Assert.notNull(advice,"Advicemustnotbenull");
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。
publicObjectinvoke(MethodInvocationmi)throwsThrowable{
this.advice.before(mi.getMethod(),mi.getArguments(),mi.getThis());
returnmi.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。

评论

19 楼cometzb_xujun2012-05-23引用

whao189 写道

liangsongzhe 写道

whao189 写道

楼主。。。代理 我不是了解 代理 等干什么？？用到什么 样的项目中。。

起到什么作用。。。能不能 解释一下啊。。。。

代理?就是别人帮你管理叫代理.
举个例子
你是家里的主人,但是呢.家里有个活儿是开门的活儿..这个活儿呢,你可以招聘一个管家.来做这个开门的活儿.这个管家就是等于代理.
那为什么需要这个管家(代理)呢?
比如没有管家的时候,你做饭的时候有人来了,是你自己去开门,或者洗澡的时候来人了,也是你去开门,或者你大便的时候人来了也需要你自己去开门,但是呢有了管家之后你不需要做这个开门的活儿.让管家来做.你就专心的去做,做饭,洗澡,大便的工作了.

上面的情况跟实际些代码比喻的话就举个例子.
权限检查这个活儿.不需要各个实现业务逻辑的类里写进去
比如100个类里需要有权限检查这个活儿.那你在100个类里调用这个权限检查的方法..
有一天突然需求变了,不需要做权限检查了,那你还费劲去找100个类,删除这个方法.
aop,就是动态的返回这些100个类的代理类(动态代理)处理这种情况..
这些返回的动态代理类就是帮你做权限检查的活儿,只要你配置好了之后,不用你亲自去调用权限检查的方法..代理类就帮你做.
你网上,或者找个讲座视频,写一个例子.然后debuging看看.返回的类是ProxyClass..

多谢 楼上的讲解。。。。小弟 明白了。。。。

太生动了 ，，，安心去大便吧

18 楼whao1892010-09-25引用

liangsongzhe 写道

whao189 写道

楼主。。。代理 我不是了解 代理 等干什么？？用到什么 样的项目中。。

起到什么作用。。。能不能 解释一下啊。。。。

代理?就是别人帮你管理叫代理.
举个例子
你是家里的主人,但是呢.家里有个活儿是开门的活儿..这个活儿呢,你可以招聘一个管家.来做这个开门的活儿.这个管家就是等于代理.
那为什么需要这个管家(代理)呢?
比如没有管家的时候,你做饭的时候有人来了,是你自己去开门,或者洗澡的时候来人了,也是你去开门,或者你大便的时候人来了也需要你自己去开门,但是呢有了管家之后你不需要做这个开门的活儿.让管家来做.你就专心的去做,做饭,洗澡,大便的工作了.

上面的情况跟实际些代码比喻的话就举个例子.
权限检查这个活儿.不需要各个实现业务逻辑的类里写进去
比如100个类里需要有权限检查这个活儿.那你在100个类里调用这个权限检查的方法..
有一天突然需求变了,不需要做权限检查了,那你还费劲去找100个类,删除这个方法.
aop,就是动态的返回这些100个类的代理类(动态代理)处理这种情况..
这些返回的动态代理类就是帮你做权限检查的活儿,只要你配置好了之后,不用你亲自去调用权限检查的方法..代理类就帮你做.
你网上,或者找个讲座视频,写一个例子.然后debuging看看.返回的类是ProxyClass..

多谢 楼上的讲解。。。。小弟 明白了。。。。

17 楼liangsongzhe2010-09-16引用

whao189 写道

楼主。。。代理 我不是了解 代理 等干什么？？用到什么 样的项目中。。

起到什么作用。。。能不能 解释一下啊。。。。

代理?就是别人帮你管理叫代理.
举个例子
你是家里的主人,但是呢.家里有个活儿是开门的活儿..这个活儿呢,你可以招聘一个管家.来做这个开门的活儿.这个管家就是等于代理.
那为什么需要这个管家(代理)呢?
比如没有管家的时候,你做饭的时候有人来了,是你自己去开门,或者洗澡的时候来人了,也是你去开门,或者你大便的时候人来了也需要你自己去开门,但是呢有了管家之后你不需要做这个开门的活儿.让管家来做.你就专心的去做,做饭,洗澡,大便的工作了.

上面的情况跟实际些代码比喻的话就举个例子.
权限检查这个活儿.不需要各个实现业务逻辑的类里写进去
比如100个类里需要有权限检查这个活儿.那你在100个类里调用这个权限检查的方法..
有一天突然需求变了,不需要做权限检查了,那你还费劲去找100个类,删除这个方法.
aop,就是动态的返回这些100个类的代理类(动态代理)处理这种情况..
这些返回的动态代理类就是帮你做权限检查的活儿,只要你配置好了之后,不用你亲自去调用权限检查的方法..代理类就帮你做.
你网上,或者找个讲座视频,写一个例子.然后debuging看看.返回的类是ProxyClass..

16 楼whao1892010-09-13引用

楼主。。。代理 我不是了解 代理 等干什么？？用到什么 样的项目中。。

起到什么作用。。。能不能 解释一下啊。。。。

15 楼xiexifeng1132010-08-23引用

可惜没有xml文件的配置信息！

14 楼Java_Dyf2010-08-05引用

希望推荐基本好书...谢谢！

13 楼ldlsamuel2009-12-02引用

jenlp520 写道

taupo 写道

jiwenke 写道

taupo 写道

一直对CGLIB生成代理对象搞不太清楚，我知道它底层是用ASM字节码增强，但是具体是怎么实现的呢？有例子吗？楼主辛苦了

你是指怎样使用CGLIB还是指CGLIB的实现原理呢？如果是CGLIB的实现原理的话，那就要看CGLIB的源码了。

原理！我以前看过一篇介绍ASM的文章，说是能改变字节码，但是我没有试验成功，哎，太笨 了。。。


就是没有理解改变字节码，按照那个文章的说法，改变的是物理文件，也就是.class文件，但是问题在于，如果一个类已经加载了，就算改变了字节码也没有用啊。。。。

生成他的子类

这个比较言简意赅。主要是生成了一个代理类

12 楼jenlp5202009-11-24引用

taupo 写道

jiwenke 写道

taupo 写道

一直对CGLIB生成代理对象搞不太清楚，我知道它底层是用ASM字节码增强，但是具体是怎么实现的呢？有例子吗？楼主辛苦了

你是指怎样使用CGLIB还是指CGLIB的实现原理呢？如果是CGLIB的实现原理的话，那就要看CGLIB的源码了。

原理！我以前看过一篇介绍ASM的文章，说是能改变字节码，但是我没有试验成功，哎，太笨 了。。。


就是没有理解改变字节码，按照那个文章的说法，改变的是物理文件，也就是.class文件，但是问题在于，如果一个类已经加载了，就算改变了字节码也没有用啊。。。。

生成他的子类

11 楼jiwenke2009-11-20引用

taupo 写道

原理！我以前看过一篇介绍ASM的文章，说是能改变字节码，但是我没有试验成功，哎，太笨 了。。。

就是没有理解改变字节码，按照那个文章的说法，改变的是物理文件，也就是.class文件，但是问题在于，如果一个类已经加载了，就算改变了字节码也没有用啊。。。。

个人看法，没有直接的去了解源码实现，供参考。
改变了.class文件以后，是不是可以再重新把.class加载到JVM中，替换掉原理的加载类？代码也是数据，这些数据在JVM还是在JVM内，应该都是有办法modify然后让这些增强起作用的吧。

10 楼taupo2009-11-18引用

jiwenke 写道

taupo 写道

一直对CGLIB生成代理对象搞不太清楚，我知道它底层是用ASM字节码增强，但是具体是怎么实现的呢？有例子吗？楼主辛苦了

你是指怎样使用CGLIB还是指CGLIB的实现原理呢？如果是CGLIB的实现原理的话，那就要看CGLIB的源码了。

原理！我以前看过一篇介绍ASM的文章，说是能改变字节码，但是我没有试验成功，哎，太笨 了。。。


就是没有理解改变字节码，按照那个文章的说法，改变的是物理文件，也就是.class文件，但是问题在于，如果一个类已经加载了，就算改变了字节码也没有用啊。。。。

9 楼jiwenke2009-11-18引用

taupo 写道

一直对CGLIB生成代理对象搞不太清楚，我知道它底层是用ASM字节码增强，但是具体是怎么实现的呢？有例子吗？楼主辛苦了

你是指怎样使用CGLIB还是指CGLIB的实现原理呢？如果是CGLIB的实现原理的话，那就要看CGLIB的源码了。

8 楼taupo2009-11-18引用

一直对CGLIB生成代理对象搞不太清楚，我知道它底层是用ASM字节码增强，但是具体是怎么实现的呢？有例子吗？楼主辛苦了

7 楼ahuango2009-11-18引用

看了一下没看懂，希望楼主能够用一些图来说明问题，可能效果更好。

6 楼fangfumin2009-10-30引用

楼主的文章让我受益匪浅，希望楼主能继续发表文章。。。

5 楼sky33802009-10-30引用

楼主的文章让我受益匪浅，希望楼主能继续发表文章。。。

4 楼zzhonghe2009-10-29引用

写的很好，拜读了

3 楼liushihua716322009-10-22引用

正在学习，多谢LZ

2 楼iceriverho2009-10-21引用

呵呵，学习了，多谢LZ

1 楼whaosoft2009-10-21引用

看过lz以前的文章,挺不错的,期待写出更好的文章