【深入Spring】基于Spring源码分析AOP的实现机制

Spring一个重要的特性就是提供了AOP，使得我们可以在原有的基础上增加我们自己的系统业务逻辑。使得我们系统业务逻辑与应用业务逻辑相分离，耦合性降低，并且大大的提高了开发的效率。Spring的AOP利用的就是动态代理方式，在Spring的AOP中，有两种实现方式。第一种，就是利用JDK的Proxy，另外一种就是采用CGLIB来实现的。

基本概念：

Advice：

通知，制定在连接点做什么，在Sping 中，他主要描述Spring 围绕方法调用注入的额外的行为，具有增强的功能 ,只能应用于所有方法，主要是由aopalliance.jar中包含aop定义中的接口,按这个接口实现aop标准。

PointCut

切点，其决定一个 advice 应该应用于哪个连接点，也就是需要插入额外处理的地方的集合，例如，被某个advice 作为目标的一组方法。Spring pointcut 通常意味着标示方法，可以选择一组方法调用作为pointcut。

Advisor:

通知器，把Advice封闭起来,加入Pointcut(切入点),Spring就可以知道在什么方法上拦截，以及拦截后所要做的具体行为了。Advisor有两种实现NameMatchMethodPointcutAdvisor按方法名字匹配。RegexpMethodPointcutAdvisor，按正则匹配。

AOP创建：

AOP的创建主要分为两种一种是JDK的Proxy还有一种是CGLIB的，整个创建AOP的时序图一样，只不过差异在于最终AOPProxy产生AOP的过程。

首先AOP的具体创建的时序图如下：

image

以该时序图来分析我们AOP的创建过程。当我们使用AOP需要对某一个对象进行切面系统业务的时候，Spring会为该对象生成一个代理。具体是使用ProxyFactoryBean来配置我们的代理对象和方面行为。而具体的代理实现是通过JDK的Proxy或者CGLIB来完成的。ProxyFactoryBean是FactoryBean，调用该getObject方法：

public Object getObject() throws BeansException {
                //初始化通知器链，实际上就是注册拦截器
    initializeAdvisorChain();
                if (isSingleton()) {
                    //返回生成的一个单件Proxy
      return getSingletonInstance();
    }
    else {
                    ....
                  //返回生成的Prototype的Proxy
    return newPrototypeInstance();
    }
}

整个方法包含了拦截器的初始化，以及获取代理对象的代理的过程。

第一行主要就是初始化通知器链，注册被代理对象上的拦截器。

当判断是一个单例对象的时候，就会通过getSingletonInstance()来获取单件

private synchronized Object getSingletonInstance()
{
      if (this.singletonInstance == null)
{
     this.targetSource = freshTargetSource();
      if (this.autodetectInterfaces && getProxiedInterfaces().length == 0 && !isProxyTargetClass())
          {
             //获取要代理的类
            Class targetClass = getTargetClass();
            ...设置该类的接口类型
             setInterfaces(ClassUtils.getAllInterfacesForClass(targetClass, this.proxyClassLoader));
           }
          super.setFrozen(this.freezeProxy);
            //这里才是真正的获取Proxy，
             this.singletonInstance = getProxy(createAopProxy());
             }
    return this.singletonInstance;
}

在获取单件的时候，首先要做的就是要获取目标对象的接口，然后再次创建一个AopProxy来用于创建我们的AOP对象，这里createAopProxy的调用就是调用具体父类ProxyCreatorSupport来完成创建一个DefaultAopProxyFactory。当我们new一个ProxyFactoryBean的时候，它会调用父类的无参构造器，这里面就会默认的创建一个DefaultAopProxyFactory。这个就是我们默认的AOP代理工厂，最终是由它来决定我们到底使用JDK的Proxy还是CGLIB来创建代理的过程。在该类的成员属性中cglibAvailable初始化的时候会监测

ClassUtils.isPresent("net.sf.cglib.proxy.Enhancer", DefaultAopProxyFactory.class.getClassLoader());是否当前路径有cglib2

public AopProxy createAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException
{
if (config.isOptimize() || config.isProxyTargetClass() || hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config)) {
    Class targetClass = config.getTargetClass();
                //代理类为空的时候
    if (targetClass == null) {
                ....
    }
               // 代理对象为接口的时候
    if (targetClass.isInterface()) {
         return new JdkDynamicAopProxy(config);
    }
    if (!cglibAvailable) {

    }
    eturn CglibProxyFactory.createCglibProxy(config);
    }
         else {
    return new JdkDynamicAopProxy(config);
 }

当我们的AopProxy产生后，接着就可以调用getProxy来返回产生的代理对象，这里以JdkDynamicAopProxy为例来分析其创建的过程。

public Object getProxy(ClassLoader classLoader) {
    if (logger.isDebugEnabled()) {
            ....}
    Class[] proxiedInterfaces = AopProxyUtils.completeProxiedInterfaces(this.advised);
    findDefinedEqualsAndHashCodeMethods(proxiedInterfaces);
        return Proxy.newProxyInstance(classLoader, proxiedInterfaces, this);
}

当我们的Spring创建了代理对象后，当调用目标对象上的方法时，将都会被代理到InvocationHandler类的invoke方法中执行。在这里JdkDynamicAopProxy类实现了InvocationHandler接 口。

AOP拦截器

当使用JDK和CGLIB会生成不同的AopProxy代理对象，从而构造了不同的回调方法来启动对拦截器链的调用，比如在JdkDynamicAopProxy中的invoke方法，以及Cglib2AopProxy中使用DynamicAdvisedInterceptor的intercept方法。它们都使用了不同的AopProxy代理对象，但最终对AOP拦截的处理都是基本一样：它们对拦截器链的调用都是在ReflectiveMethodInvocation中通过proceed方法实现的。在这个proceed方法里，会逐个运行拦截器的拦截方法。在运行拦截器的拦截方法之前，需要对代理方法完成一个匹配判断，通过这个匹配判断来决定拦截器是否满足切面增强的要求。

AOP拦截器的实现的时序图如下：

时序图

对目标的对象都会首先被代理至代理对象的invoke来调用，不管使用哪种创建代理对象的过程

下面是invoke的方法：

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    MethodInvocation invocation;
    Object oldProxy = null;
    boolean setProxyContext = false;
    TargetSource targetSource = this.advised.targetSource;
    Class targetClass = null;
    Object target = null;
           try {
    if (!this.equalsDefined && AopUtils.isEqualsMethod(method)) {
        return equals(args[0]);
    }
    if (!this.hashCodeDefined && AopUtils.isHashCodeMethod(method)) {
       return hashCode();
    }
    if (!this.advised.opaque && method.getDeclaringClass().isInterface() &&
    method.getDeclaringClass().isAssignableFrom(Advised.class)) {
    // 利用Proxy配置来调用服务，直接调用目标方法
    return AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(this.advised, method, args);
    }
             Object retVal;
             if (this.advised.exposeProxy) {
             oldProxy = AopContext.setCurrentProxy(proxy);
             setProxyContext = true;
    }
                 //获取所要代理的对象
    target = targetSource.getTarget();
    if (target != null) {
           targetClass = target.getClass();
    }
    // 获得该方法上的拦截器链
    List<Object> chain = this.advised.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(method, targetClass);
     //是否定义拦截器，否则直接调用目标对象的方法
    if (chain.isEmpty()) {
                 //直接调用目标对象的方法
                    retVal = AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(target, method, args);
    }
    else {
          //如果不为空，则就创建一个ReflectiveMethodInvocation对象来先调用拦截器后调用目标方法
              invocation = new ReflectiveMethodInvocation
            (proxy, target, method, args, targetClass, chain);
    // 处理切入点上的拦截器的方法
    retVal = invocation.proceed();
    }
    if (retVal != null && retVal == target && method.getReturnType().isInstance(proxy) &&
    !RawTargetAccess.class.isAssignableFrom(method.getDeclaringClass())) {
        retVal = proxy;
    }
           return retVal;
    }
    finally {
    if (target != null && !targetSource.isStatic()) {            
        targetSource.releaseTarget(target);
    }
    if (setProxyContext) {    
        AopContext.setCurrentProxy(oldProxy);
        }
    }

对目标对象的方法直接调用是利用AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection，该方法内部直接调用method.invoke(target, args)，利用jdk自身的反射机制实现的;对拦截器链的调用时由ReflectiveMethodInvocation的proceed方法来实现的。

在proceed方法中，依然会首先判断是否拦截器结束了，否则就从拦截器链获取一个个的拦截器来执行前置行为，最后调用完了才真正调用我们的目标方法。

public Object proceed() throws Throwable {
//直接调用目标方法，可能是拦截器调用结束或者无拦截器
//interceptorsAndDynamicMethodMatchers这个其实就是目标方法上的拦截器链的大小
if (this.currentInterceptorIndex == this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.size() - 1) {
            return invokeJoinpoint();
}
//调用拦截器链上的对象，依次
Object interceptorOrInterceptionAdvice =this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.get(++this.currentInterceptorIndex);
if (interceptorOrInterceptionAdvice instanceof InterceptorAndDynamicMethodMatcher)
{
    // 这里获得相应的拦截器，如果拦截器可以匹配的上的话，那就调用拦截器的invoke 方法     
    InterceptorAndDynamicMethodMatcher dm = (InterceptorAndDynamicMethodMatcher)     interceptorOrInterceptionAdvice;
     if (dm.methodMatcher.matches(this.method, this.targetClass, this.arguments)) {
        return dm.interceptor.invoke(this);
      }else {
           //调用拦截器链中的下一个拦截器
    return proceed();
      }
}
else {
    // It's an interceptor, so we just invoke it: The pointcut will have
    // been evaluated statically before this object was constructed.
    return ((MethodInterceptor) interceptorOrInterceptionAdvice).invoke(this);
      }
}