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Spring AOP源码解析——专治你不会看源码的坏毛病!

Spring AOP源码解析——专治你不会看源码的坏毛病!

作者: java高并发 | 来源:发表于2019-05-11 15:24 被阅读4次
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    昨天有个大牛说我啰嗦,眼光比较细碎,看不到重点。太他爷爷的有道理了!要说看人品,还是女孩子强一些。

    原来记得看到一个男孩子的抱怨,说怎么两人刚刚开始在一起,女孩子在心里就已经和他过完了一辈子。哥哥们,不想这么远行吗?看看何洁,看看带着俩娃跳楼的妈妈。

    所以现在的女孩子是很明白的,有些男孩子个子不高,其貌不扬,但是一看那人品气质就知道能找个不错的女盆友。不过要说看人的技术能力,男孩子确实更胜一筹,咱得努力了。

    总结一下要形成的习惯:

    1. 有空时隔一段时间要做几道算法题,C语言和JAVA都可以,主要是训练思维。
    2. 定期阅读spring的源码。因为spring是框架,重设计,能够培养大局观
    3. 阅读底层的书籍,如linux方面,虚拟机方面,这是内功。越高级的语言只是招式。
    4. 不要忘记做了一半的东西,如搜索引擎方面,redis方面,可以过一段时间再做,因为到时候自己的境界有提升,深入程度也会有所增加。

    下面是今天的正题。我也很菜,看源码也很费力,所以都会从最容易的入手。先了解其原理,再去看源码。

    看源码看熟了,以后再遇到问题,就可以通过源码去了解原理了。

    spring的AOP,原理懂了,代码相当简单。这也是为什么我记得我还是个菜鸟的时候,面试人家经常问我这个。

    先有个大局观,画张整体的spring结构图。以下是备受吐槽的手绘时间:

    image

    如果你觉得我左手字写的实在是不能再难看了的话,我有空可以展示一下右手字

    天生做不好的两件事:写不好字,梳不整齐头发。自我感觉最近梳头技术有所改观。

    AOP面向切面编程是面向对象的补充。它利用一种横切技术,将一些公共行为封装成叫做“方面”的可重用模块,解耦,增加可维护性。

    AOP将系统分为核心关注点和横切关注点两部分。核心关注点就是主业务流程,横切关注点就是上面提到的“方面”。

    那么看AOP的源码就是要看横切关注点是怎样和核心关注点整合来发挥作用的。

    主业务流程归根到底是一个java方法,而且是对象的方法。在AOP中被称为被通知或被代理对象POJO。

    AOP的作用就是将核心关注点和横切关注点组合起来,术语叫做“增强”。最后实际用的是增强后的代理对象。

    对核心关注点进行增强就涉及到在哪些地方增强的问题。如方法调用或者异常抛出时做增强这些时机叫做连接点Joinpoint。一个通知将被引发的连接点集合叫做切入点,理解时就可以想正则表达式,通配符来指定多个,而不是单单一个连接点。

    在连接点都做了哪些增强呢?增强的内容AOP术语叫“通知”Advice。

    Spring里定义了四种Advice:BeforeAdvice,AfterAdvice,ThrowAdvice,DynamicIntroducationAdvice。

    许多AOP框架包括spring都是以拦截器作为通知模型。维护一个围绕连接点的拦截器链。其中DynamicIntroducationAdvice是可以引入方法或者字段到核心关注点。

    这里有个Introduction,AOP术语叫引入。将增强后的AOP代理组装到系统叫做织入。

    上面就是AOP的核心概念了。总结一下:

    image

    AOP要做的事情就是:生成代理对象,然后织入。

    生成代理对象是经常会被问到的一个问题:Spring提供了两种方式来生成代理对象,JDKProxy和Cglib。

    具体使用哪种方式由AopProxyFactory根据AdvisedSupport对象的配置来决定。

    默认的策略是如果目标类是接口,则使用JDK动态代理技术,否则使用Cglib来生成代理。

    Cglib是基于字节码技术的,使用的是ASM。asm是一个java字节码操纵框架,它能被用来动态生成类或者增强既有类的功能。

    ASM可以直接产生二进制class文件,也可以在类被加载入JVM之前动态改变类行为。

    下面重点来看看JDK动态代理技术。这是我还是个很菜很菜的菜鸟时为数不多能看懂的源码。因为之前看过Java设计模式,写过类似的例子,所以会比较顺畅。今天先讲这一部分。

    下面是调用测试类:

    package dynamic.proxy; 
    import java.lang.reflect.InvocationHandler;
    import java.lang.reflect.Method;
    import java.lang.reflect.Proxy;
    /**
     * 实现自己的InvocationHandler
     * @author zyb
     * @since 2012-8-9
     *
     */
    public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
     // 目标对象 
     private Object target;
     /**
     * 构造方法
     * @param target 目标对象 
     */
     public MyInvocationHandler(Object target) {
     super();
     this.target = target;
     }
     /**
     * 执行目标对象的方法
     */
     public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
     // 在目标对象的方法执行之前简单的打印一下
     System.out.println("------------------before------------------");
     // 执行目标对象的方法
     Object result = method.invoke(target, args);
     // 在目标对象的方法执行之后简单的打印一下
     System.out.println("-------------------after------------------");
     return result;
     }
     /**
     * 获取目标对象的代理对象
     * @return 代理对象
     */
     public Object getProxy() {
     return Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(), 
     target.getClass().getInterfaces(), this);
     }
    }
    package dynamic.proxy;
    /**
     * 目标对象实现的接口,用JDK来生成代理对象一定要实现一个接口
     * @author zyb
     * @since 2012-8-9
     *
     */
    public interface UserService {
     /**
     * 目标方法 
     */
     public abstract void add();
    }
    package dynamic.proxy; 
    /**
     * 目标对象
     * @author zyb
     * @since 2012-8-9
     *
     */
    public class UserServiceImpl implements UserService {
     /* (non-Javadoc)
     * @see dynamic.proxy.UserService#add()
     */
     public void add() {
     System.out.println("--------------------add---------------");
     }
    }
    package dynamic.proxy; 
    import org.junit.Test;
    /**
     * 动态代理测试类
     * @author zyb
     * @since 2012-8-9
     *
     */
    public class ProxyTest {
     @Test
     public void testProxy() throws Throwable {
     // 实例化目标对象
     UserService userService = new UserServiceImpl();
     // 实例化InvocationHandler
     MyInvocationHandler invocationHandler = new MyInvocationHandler(userService);
     // 根据目标对象生成代理对象
     UserService proxy = (UserService) invocationHandler.getProxy();
     // 调用代理对象的方法
     proxy.add();
     }
    }
    
    

    执行结果如下:

    ------------------before---------------

    --------------------add---------------

    -------------------after-----------------

    很简单,核心就是 invocationHandler.getProxy();这个方法调用的Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(),target.getClass().getInterfaces(), this); 怎么生成对象的。

    /**
     * Returns an instance of a proxy class for the specified interfaces
     * that dispatches method invocations to the specified invocation
     * handler.
     *
     * 
    {@code Proxy.newProxyInstance} throws
     * {@code IllegalArgumentException} for the same reasons that
     * {@code Proxy.getProxyClass} does.
     *
     * @param loader the class loader to define the proxy class
     * @param interfaces the list of interfaces for the proxy class
     * to implement
     * @param h the invocation handler to dispatch method invocations to
     * @return a proxy instance with the specified invocation handler of a
     * proxy class that is defined by the specified class loader
     * and that implements the specified interfaces
     * @throws IllegalArgumentException if any of the restrictions on the
     * parameters that may be passed to {@code getProxyClass}
     * are violated
     * @throws SecurityException if a security manager, s, is present
     * and any of the following conditions is met:
     * 
     * 
     the given {@code loader} is {@code null} and
     * the caller's class loader is not {@code null} and the
     * invocation of {@link SecurityManager#checkPermission
     * s.checkPermission} with
     * {@code RuntimePermission("getClassLoader")} permission
     * denies access;
     * 
     for each proxy interface, {@code intf},
     * the caller's class loader is not the same as or an
     * ancestor of the class loader for {@code intf} and
     * invocation of {@link SecurityManager#checkPackageAccess
     * s.checkPackageAccess()} denies access to {@code intf};
     * 
     any of the given proxy interfaces is non-public and the
     * caller class is not in the same {@linkplain Package runtime package}
     * as the non-public interface and the invocation of
     * {@link SecurityManager#checkPermission s.checkPermission} with
     * {@code ReflectPermission("newProxyInPackage.{package name}")}
     * permission denies access.
     * 
     * @throws NullPointerException if the {@code interfaces} array
     * argument or any of its elements are {@code null}, or
     * if the invocation handler, {@code h}, is
     * {@code null}
     */
     @CallerSensitive
     public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
     Class[] interfaces,
     InvocationHandler h)
     throws IllegalArgumentException
     {
     Objects.requireNonNull(h);
     final Class[] intfs = interfaces.clone();
     final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
     if (sm != null) {
     checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
     }
     /*
     * Look up or generate the designated proxy class.
     */
     Class cl = getProxyClass0(loader, intfs);
     /*
     * Invoke its constructor with the designated invocation handler.
     */
     try {
     if (sm != null) {
     checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);
     }
     final Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);
     final InvocationHandler ih = h;
     if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {
     AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {
     public Void run() {
     cons.setAccessible(true);
     return null;
     }
     });
     }
     return cons.newInstance(new Object[]{h});
     } catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) {
     throw new InternalError(e.toString(), e);
     } catch (InvocationTargetException e) {
     Throwable t = e.getCause();
     if (t instanceof RuntimeException) {
     throw (RuntimeException) t;
     } else {
     throw new InternalError(t.toString(), t);
     }
     } catch (NoSuchMethodException e) {
     throw new InternalError(e.toString(), e);
     }
     }
    
    

    最后附上这四个项目的百度网盘地址:链接:https://pan.baidu.com/s/1Q1R9I7IkQJ78sJUaokD04这个代码是JDK1.8中的,里面用到了1.8的一些语法,如果不太了解,建议先看看这本书。

    代码看着不少,实际上都在进行一些安全校验,包装之类的,真正有用的就两句:

    Class cl = getProxyClass0(loader, intfs);这句话查找或者生成代理类。跟进去:

    /**
     * Generate a proxy class. Must call the checkProxyAccess method
     * to perform permission checks before calling this.
     */
     private static Class getProxyClass0(ClassLoader loader,
     Class... interfaces) {
     if (interfaces.length > 65535) {
     throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
     }
     // If the proxy class defined by the given loader implementing
     // the given interfaces exists, this will simply return the cached copy;
     // otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory
     return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
     }
    
    

    对,就是从缓存里把接口拿将出来。然后用return cons.newInstance(new Object[]{h}) 这一句将接口用invocationHandler进行包装。

    具体源码可以跟进去看,不详述。想必看到这里,JDK动态代理的原理都已经很明白了。

    这里要说一点理论性的东西:

    • AOP解决的问题往往可以用代理模式来解决。Java开发中常说动态代理和静态代理,而AOP就是动态代理,因为代理的类是在运行时才生成的。
    • 而一般说的代理模式写成的代码是编译期就已经生成的,叫静态代理。

    最后

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