spring aop的实现_ssh框架工作原理及流程

spring aop的实现_ssh框架工作原理及流程Spring的AOP实现原理,酝酿了一些日子,写博客之前信心不是很足,所以重新阅读了一边AOP的实现核心代码,而且又从网上找了一些SpringAop剖析的例子,但是发现挂羊头买狗肉的太多,标题高大上,内容却大部分都是比较浅显的一些介绍,可能也是由于比较少人阅读这部分的核心代码逻辑把,然后写这部分介绍的人估计也是少之又少,不过说实话,SpringAop的核心原理实现介绍确实不太好写,里面涉及的类

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Spring的AOP实现原理,酝酿了一些日子,写博客之前信心不是很足,所以重新阅读了一边AOP的实现核心代码,而且又从网上找了一些Spring Aop剖析的例子,但是发现挂羊头买狗肉的太多,标题高大上,内容却大部分都是比较浅显的一些介绍,可能也是由于比较少人阅读这部分的核心代码逻辑把,然后写这部分介绍的人估计也是少之又少,不过说实话,Spring Aop的核心原理实现介绍确实不太好写,里面涉及的类之间的调用还是蛮多的,关系图画的太细的画也很难画,而且最重要的一点就是,如果对AOP的概念以及spring的xml的解析,标签的解析,注解实现,还有java的代理,这些知识没有好好的理解的话也不可能对AOP的实现详细逻辑有一个好的理解。所以的话,建议是把这些前置知识都大概了解了,再来看这个AOP的实现,或者去阅读源代码,那样的话学习 起来会容易的多。

学习源代码的过程比较枯燥,尤其是spring比较严谨,调用层次比较多,没有画时序图的话可能真的被绕晕,所以建议学的时候还是画画时序图,然后跟着debug模式流程走一遍。

首先我们来热热身吧,先看看AOP的简介,待会再进入主题,

AOP简介

概念

切面(Aspect) :官方的抽象定义为“一个关注点的模块化,这个关注点可能会横切多个对象”。
连接点(Joinpoint) :程序执行过程中的某一行为。
通知(Advice) :“切面”对于某个“连接点”所产生的动作。
切入点(Pointcut) :匹配连接点的断言,在AOP中通知和一个切入点表达式关联。
目标对象(Target Object) :被一个或者多个切面所通知的对象。
AOP代理(AOP Proxy) 在Spring AOP中有两种代理方式,JDK动态代理和CGLIB代理。

通知(Advice)类型
前置通知(Before advice) :在某连接点(JoinPoint)之前执行的通知,但这个通知不能阻止连接点前的执行。ApplicationContext中在<aop:aspect>里面使用<aop:before>元素进行声明。
后通知(After advice) :当某连接点退出的时候执行的通知(不论是正常返回还是异常退出)。ApplicationContext中在<aop:aspect>里面使用<aop:after>元素进行声明。
返回后通知(After return advice) :在某连接点正常完成后执行的通知,不包括抛出异常的情况。ApplicationContext中在<aop:aspect>里面使用<after-returning>元素进行声明。
环绕通知(Around advice) :包围一个连接点的通知,类似Web中Servlet规范中的Filter的doFilter方法。可以在方法的调用前后完成自定义的行为,也可以选择不执行。ApplicationContext中在<aop:aspect>里面使用<aop:around>元素进行声明。
抛出异常后通知(After throwing advice) : 在方法抛出异常退出时执行的通知。 ApplicationContext中在<aop:aspect>里面使用<aop:after-throwing>元素进行声明。

切入点表达式 :如execution(* com.spring.service.*.*(..))

特点

1、降低模块之间的耦合度

2、使系统容易扩展

3、更好的代码复用。

动态AOP使用示例

由于在之前的博客,已经介绍过spring源码剖析(五)利用AOP实现自定义Spring注解 里面有介绍到AOP 的简单使用,相信大家要看这个AOP的原理的也对AOP的使用比较熟悉了,所以在这里也不再重复展示了。

动态AOP自定义标签

我之前的博客中有说到,如何自定义Spring标签的,以及自定义Spring标签的大概解析流程,其实这里的AOP的标签的定义也和之前的逻辑类似,先上时序图把:

时序图

spring aop的实现_ssh框架工作原理及流程

流程说明

1)AOP标签的定义解析刘彻骨肯定是从NamespaceHandlerSupport的实现类开始解析的,这个实现类就是AopNamespaceHandler。至于为什么会是从NamespaceHandlerSupport的实现类开始解析的,这个的话我想读者可以去在回去看看Spring自定义标签的解析流程,里面说的比较详细。

2)要启用AOP,我们一般会在Spring里面配置<aop:aspectj-autoproxy/>  ,所以在配置文件中在遇到aspectj-autoproxy标签的时候我们会采用AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser解析器

3)进入AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser解析器后,调用AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser已覆盖BeanDefinitionParser的parser方法,然后parser方法把请求转交给了AopNamespaceUtils的registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary去处理

4)进入AopNamespaceUtils的registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary方法后,先调用AopConfigUtils的registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary方法,里面在转发调用给registerOrEscalateApcAsRequired,注册或者升级AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator类。对于AOP的实现,基本是靠AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator去完成的,它可以根据@point注解定义的切点来代理相匹配的bean。

5)AopConfigUtils的registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary方法处理完成之后,接下来会调用useClassProxyingIfNecessary() 处理proxy-target-class以及expose-proxy属性。如果将proxy-target-class设置为true的话,那么会强制使用CGLIB代理,否则使用jdk动态代理,expose-proxy属性是为了解决有时候目标对象内部的自我调用无法实现切面增强。

6)最后的调用registerComponentIfNecessary 方法,注册组建并且通知便于监听器做进一步处理。

创建AOP代理

上面说到AOP的核心逻辑是在AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator类里面实现,那么我们先来看看这个类的层次关系

spring aop的实现_ssh框架工作原理及流程

我们可以看到这个类实现了BeanPostProcessor接口,那就意味着这个类在spring加载实例化前会调用postProcessAfterInitialization方法,对于AOP的逻辑也是由此开始的。

时序图

spring aop的实现_ssh框架工作原理及流程

流程说明

1)spring 容器启动,每个bean的实例化之前都会先经过AbstractAutoProxyCreator类的postProcessAfterInitialization()这个方法,然后接下来是调用wrapIfNecessary方法。

[java] 
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  1. /** 
  2.  * Create a proxy with the configured interceptors if the bean is 
  3.  * identified as one to proxy by the subclass. 
  4.  * @see #getAdvicesAndAdvisorsForBean 
  5.  */  
  6. public Object <strong>postProcessAfterInitialization</strong>(Object bean, String beanName) throws BeansException {  
  7.     if (bean != null) {  
  8.         Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);  
  9.         if (!this.earlyProxyReferences.containsKey(cacheKey)) {  
  10.             return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);  
  11.         }  
  12.     }  
  13.     return bean;  
  14. }  

2)进入wrapIfNecessary方法后,我们直接看重点实现逻辑的方法getAdvicesAndAdvisorsForBean,这个方法会提取当前bean 的所有增强方法,然后获取到适合的当前bean 的增强方法,然后对增强方法进行排序,最后返回。

[java] 
view plain  
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  1. /** 
  2.      * Wrap the given bean if necessary, i.e. if it is eligible for being proxied. 
  3.      * @param bean the raw bean instance 
  4.      * @param beanName the name of the bean 
  5.      * @param cacheKey the cache key for metadata access 
  6.      * @return a proxy wrapping the bean, or the raw bean instance as-is 
  7.      */  
  8.     protected Object wrapIfNecessary(Object bean, String beanName, Object cacheKey) {  
  9.         if (beanName != null && this.targetSourcedBeans.containsKey(beanName)) {  
  10.             return bean;  
  11.         }  
  12.         if (Boolean.FALSE.equals(this.advisedBeans.get(cacheKey))) {  
  13.             return bean;  
  14.         }  
  15.         if (isInfrastructureClass(bean.getClass()) || shouldSkip(bean.getClass(), beanName)) {  
  16.             this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);  
  17.             return bean;  
  18.         }  
  19.   
  20.         // Create proxy if we have advice.    
  21.         Object[] specificInterceptors = <strong>getAdvicesAndAdvisorsForBean</strong>(bean.getClass(), beanName, null);  
  22.         if (specificInterceptors != DO_NOT_PROXY) {  
  23.             this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.TRUE);  
  24.             Object proxy = createProxy(bean.getClass(), beanName, specificInterceptors, new SingletonTargetSource(bean));  
  25.             this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());  
  26.             return proxy;  
  27.         }  
  28.   
  29.         this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);  
  30.         return bean;  
  31.     }  

3)获取到当前bean的增强方法后,便调用createProxy方法,创建代理。先创建代理工厂proxyFactory,然后获取当前bean 的增强器advisors,把当前获取到的增强器添加到代理工厂proxyFactory,然后设置当前的代理工的代理目标对象为当前bean,最后根据配置创建JDK的动态代理工厂,或者CGLIB的动态代理工厂,然后返回proxyFactory

[java] 
view plain  
copy

  1. /** 
  2.      * Create an AOP proxy for the given bean. 
  3.      * @param beanClass the class of the bean 
  4.      * @param beanName the name of the bean 
  5.      * @param specificInterceptors the set of interceptors that is 
  6.      * specific to this bean (may be empty, but not null) 
  7.      * @param targetSource the TargetSource for the proxy, 
  8.      * already pre-configured to access the bean 
  9.      * @return the AOP proxy for the bean 
  10.      * @see #buildAdvisors 
  11.      */  
  12.     protected Object createProxy(  
  13.             Class<?> beanClass, String beanName, Object[] specificInterceptors, TargetSource targetSource) {  
  14.   
  15.         ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();  
  16.         // Copy our properties (proxyTargetClass etc) inherited from ProxyConfig.  
  17.         proxyFactory.copyFrom(this);  
  18.   
  19.         if (!shouldProxyTargetClass(beanClass, beanName)) {  
  20.             // Must allow for introductions; can’t just set interfaces to  
  21.             // the target’s interfaces only.  
  22.             Class<?>[] targetInterfaces = ClassUtils.getAllInterfacesForClass(beanClass, this.proxyClassLoader);  
  23.             for (Class<?> targetInterface : targetInterfaces) {  
  24.                 proxyFactory.addInterface(targetInterface);  
  25.             }  
  26.         }  
  27.   
  28.         Advisor[] advisors = buildAdvisors(beanName, specificInterceptors);  
  29.         for (Advisor advisor : advisors) {  
  30.             proxyFactory.addAdvisor(advisor);  
  31.         }  
  32.   
  33.         proxyFactory.<strong>setTargetSource</strong>(targetSource);  
  34.         customizeProxyFactory(proxyFactory);  
  35.   
  36.         proxyFactory.setFrozen(this.freezeProxy);  
  37.         if (advisorsPreFiltered()) {  
  38.             proxyFactory.setPreFiltered(true);  
  39.         }  
  40.   
  41.         return proxyFactory.getProxy(this.proxyClassLoader);  
  42.     }  


AOP动态代理执行

关于AOP的动态代理执行,有两种主要的方式JDK的动态代理和CGLIB的动态代理,如果对这两种代理不是很熟悉的话,建议先去看看我之前写的一篇博客
 java代理(静态代理和jdk动态代理以及cglib代理) 里面有介绍这两种代理的使用和实现方式。

接下来,我们先来看看AOP动态代理的实现选择方式,先上核心实现代码:

[java] 
view plain  
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  1. public AopProxy createAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException {  
  2.     if (config.isOptimize() || config.isProxyTargetClass() || hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config)) {  
  3.         Class targetClass = config.getTargetClass();  
  4.         if (targetClass == null) {  
  5.             throw new AopConfigException(“TargetSource cannot determine target class: “ +  
  6.                     “Either an interface or a target is required for proxy creation.”);  
  7.         }  
  8.         if (targetClass.isInterface()) {  
  9.             return new JdkDynamicAopProxy(config);  
  10.         }  
  11.         return CglibProxyFactory.createCglibProxy(config);  
  12.     }  
  13.     else {  
  14.         return new JdkDynamicAopProxy(config);  
  15.     }  
  16. }  

Spring JDK动态代理实现


在上面的第三步骤说道或根据用户的配置(例如是否配置了
proxyTargetClass属性为true),选择创建的代理类型,这个的代理类型分两种实现,都是比较高效的,下面根据JDK的动态代理来说明AOP的执行,也是先上JdkDynamicAopProxy的核心代码invoke方法:
[java] 
view plain  
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  1. public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throwsThrowable {  
  2.        MethodInvocation invocation = null;  
  3.        Object oldProxy = null;  
  4.        boolean setProxyContext = false;  
  5.    
  6.        TargetSource targetSource = this.advised.targetSource;  
  7.        Class targetClass = null;  
  8.        Object target = null;  
  9.    
  10.        try {  
  11.            //eqauls()方法,具目标对象未实现此方法  
  12.            if (!this.equalsDefined && AopUtils.isEqualsMethod(method)){  
  13.                 return (equals(args[0])? Boolean.TRUE : Boolean.FALSE);  
  14.            }  
  15.    
  16.            //hashCode()方法,具目标对象未实现此方法  
  17.            if (!this.hashCodeDefined && AopUtils.isHashCodeMethod(method)){  
  18.                 return newInteger(hashCode());  
  19.            }  
  20.    
  21.            //Advised接口或者其父接口中定义的方法,直接反射调用,不应用通知  
  22.            if (!this.advised.opaque &&method.getDeclaringClass().isInterface()  
  23.                     &&method.getDeclaringClass().isAssignableFrom(Advised.class)) {  
  24.                 // Service invocations onProxyConfig with the proxy config…  
  25.                 return AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(this.advised,method, args);  
  26.            }  
  27.    
  28.            Object retVal = null;  
  29.    
  30.            if (this.advised.exposeProxy) {  
  31.                 // Make invocation available ifnecessary.  
  32.                 oldProxy = AopContext.setCurrentProxy(proxy);  
  33.                 setProxyContext = true;  
  34.            }  
  35.    
  36.            //获得目标对象的类  
  37.            target = targetSource.getTarget();  
  38.            if (target != null) {  
  39.                 targetClass = target.getClass();  
  40.            }  
  41.    
  42.            //获取可以应用到此方法上的Interceptor列表  
  43.            List chain = this.advised.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(method,targetClass);  
  44.    
  45.            //如果没有可以应用到此方法的通知(Interceptor),此直接反射调用 method.invoke(target, args)  
  46.            if (chain.isEmpty()) {  
  47.                 retVal = AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(target,method, args);  
  48.            } else {  
  49.                 //创建MethodInvocation  
  50.                 invocation = newReflectiveMethodInvocation(proxy, target, method, args, targetClass, chain);  
  51.                 retVal = invocation.proceed();  
  52.            }  
  53.    
  54.            // Massage return value if necessary.  
  55.            if (retVal != null && retVal == target &&method.getReturnType().isInstance(proxy)  
  56.                     &&!RawTargetAccess.class.isAssignableFrom(method.getDeclaringClass())) {  
  57.                 // Special case: it returned”this” and the return type of the method  
  58.                 // is type-compatible. Notethat we can’t help if the target sets  
  59.                 // a reference to itself inanother returned object.  
  60.                 retVal = proxy;  
  61.            }  
  62.            return retVal;  
  63.        } finally {  
  64.            if (target != null && !targetSource.isStatic()) {  
  65.                 // Must have come fromTargetSource.  
  66.                targetSource.releaseTarget(target);  
  67.            }  
  68.            if (setProxyContext) {  
  69.                 // Restore old proxy.  
  70.                 AopContext.setCurrentProxy(oldProxy);  
  71.            }  
  72.        }  
  73.     }  

其实上面的注释也说的比较清楚,各个步骤执行的说明:
1)获取拦截器
2)判断拦截器链是否为空,如果是空的话直接调用切点方法
3)如果拦截器不为空的话那么便创建ReflectiveMethodInvocation类,把拦截器方法都封装在里面,也就是执行
getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice方法
[java] 
view plain  
copy

  1. public List<Object> getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(Method method, Class targetClass) {  
  2.                    MethodCacheKeycacheKey = new MethodCacheKey(method);  
  3.                    List<Object>cached = this.methodCache.get(cacheKey);  
  4.                    if(cached == null) {  
  5.                             cached= this.advisorChainFactory.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(  
  6.                                                this,method, targetClass);  
  7.                             this.methodCache.put(cacheKey,cached);  
  8.                    }  
  9.                    returncached;  
  10.          }  

4)其实实际的获取工作其实是由AdvisorChainFactory. getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice()这个方法来完成的,获取到的结果会被缓存,下面来分析下这个方法的实现:

[java] 
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copy

  1. /** 
  2.     * 从提供的配置实例config中获取advisor列表,遍历处理这些advisor.如果是IntroductionAdvisor, 
  3.     * 则判断此Advisor能否应用到目标类targetClass上.如果是PointcutAdvisor,则判断 
  4.     * 此Advisor能否应用到目标方法method上.将满足条件的Advisor通过AdvisorAdaptor转化成Interceptor列表返回. 
  5.     */  
  6.     publicList getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(Advised config, Methodmethod, Class targetClass) {  
  7.        // This is somewhat tricky… we have to process introductions first,  
  8.        // but we need to preserve order in the ultimate list.  
  9.        List interceptorList = new ArrayList(config.getAdvisors().length);  
  10.    
  11.        //查看是否包含IntroductionAdvisor  
  12.        boolean hasIntroductions = hasMatchingIntroductions(config,targetClass);  
  13.    
  14.        //这里实际上注册一系列AdvisorAdapter,用于将Advisor转化成MethodInterceptor  
  15.        AdvisorAdapterRegistry registry = GlobalAdvisorAdapterRegistry.getInstance();  
  16.    
  17.        Advisor[] advisors = config.getAdvisors();  
  18.         for (int i = 0; i <advisors.length; i++) {  
  19.            Advisor advisor = advisors[i];  
  20.            if (advisor instanceof PointcutAdvisor) {  
  21.                 // Add it conditionally.  
  22.                 PointcutAdvisor pointcutAdvisor= (PointcutAdvisor) advisor;  
  23.                 if(config.isPreFiltered() ||pointcutAdvisor.getPointcut().getClassFilter().matches(targetClass)) {  
  24.                     //TODO: 这个地方这两个方法的位置可以互换下  
  25.                     //将Advisor转化成Interceptor  
  26.                     MethodInterceptor[]interceptors = registry.getInterceptors(advisor);  
  27.    
  28.                     //检查当前advisor的pointcut是否可以匹配当前方法  
  29.                     MethodMatcher mm =pointcutAdvisor.getPointcut().getMethodMatcher();  
  30.    
  31.                     if (MethodMatchers.matches(mm,method, targetClass, hasIntroductions)) {  
  32.                         if(mm.isRuntime()) {  
  33.                             // Creating a newobject instance in the getInterceptors() method  
  34.                             // isn’t a problemas we normally cache created chains.  
  35.                             for (intj = 0; j < interceptors.length; j++) {  
  36.                                interceptorList.add(new InterceptorAndDynamicMethodMatcher(interceptors[j],mm));  
  37.                             }  
  38.                         } else {  
  39.                             interceptorList.addAll(Arrays.asList(interceptors));  
  40.                         }  
  41.                     }  
  42.                 }  
  43.            } else if (advisor instanceof IntroductionAdvisor){  
  44.                 IntroductionAdvisor ia =(IntroductionAdvisor) advisor;  
  45.                 if(config.isPreFiltered() || ia.getClassFilter().matches(targetClass)) {  
  46.                     Interceptor[] interceptors= registry.getInterceptors(advisor);  
  47.                     interceptorList.addAll(Arrays.asList(interceptors));  
  48.                 }  
  49.            } else {  
  50.                 Interceptor[] interceptors =registry.getInterceptors(advisor);  
  51.                 interceptorList.addAll(Arrays.asList(interceptors));  
  52.            }  
  53.        }  
  54.        return interceptorList;  
  55. }  

5)这个方法执行完成后,Advised中配置能够应用到连接点或者目标类的Advisor全部被转化成了MethodInterceptor.

6)接下来货到invoke方法中的proceed方法 ,我们再看下得到的拦截器链是怎么起作用的,也就是proceed方法的执行过程

[java] 
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  1. public Object proceed() throws Throwable {  
  2.        //  We start with an index of -1and increment early.  
  3.        if (this.currentInterceptorIndex == this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.size()- 1) {  
  4.            //如果Interceptor执行完了,则执行joinPoint  
  5.            return invokeJoinpoint();  
  6.        }  
  7.    
  8.        Object interceptorOrInterceptionAdvice =  
  9.            this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.get(++this.currentInterceptorIndex);  
  10.          
  11.        //如果要动态匹配joinPoint  
  12.        if (interceptorOrInterceptionAdvice instanceof InterceptorAndDynamicMethodMatcher){  
  13.            // Evaluate dynamic method matcher here: static part will already have  
  14.            // been evaluated and found to match.  
  15.            InterceptorAndDynamicMethodMatcher dm =  
  16.                 (InterceptorAndDynamicMethodMatcher)interceptorOrInterceptionAdvice;  
  17.            //动态匹配:运行时参数是否满足匹配条件  
  18.            if (dm.methodMatcher.matches(this.method, this.targetClass,this.arguments)) {  
  19.                 //执行当前Intercetpor  
  20.                 returndm.interceptor.invoke(this);  
  21.            }  
  22.            else {  
  23.                 //动态匹配失败时,略过当前Intercetpor,调用下一个Interceptor  
  24.                 return proceed();  
  25.            }  
  26.        }  
  27.        else {  
  28.            // It’s an interceptor, so we just invoke it: The pointcutwill have  
  29.            // been evaluated statically before this object was constructed.  
  30.            //执行当前Intercetpor  
  31.            return ((MethodInterceptor) interceptorOrInterceptionAdvice).invoke(this);  
  32.        }  
  33. }  
7)好了拦截器到这边就可以执行了,复杂的代理终于可以起到他的作用了

Spring CGLIB动态代理实现

由于CGLIB的动态代理代码量比较长,在这就不贴出来代码了,其实这两个代理的实现方式都差不多,都是创建方法调用链,不同的是jdk的动态代理创建的是
ReflectiveMethodInvocation调用链,而cglib创建的是Cglib
MethodInvocation
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