關(guān)于Spring源碼深度解析(AOP功能源碼解析)
前言
有關(guān)于Spring，我們最常用的兩個(gè)功能就是IOC和AOP，前幾篇文章從源碼級別介紹了Spring容器如何為我們生成bean及bean之間的依賴關(guān)系
下面我們接著來看AOP的源碼實(shí)現(xiàn)。
有關(guān)于AOP，我們在面試中也被無數(shù)次問到，AOP是什么？AOP有什么作用與優(yōu)勢？AOP在項(xiàng)目中是如何用到的？
這些還都是比較簡單的，有些可能會問你AOP的實(shí)現(xiàn)是怎樣的？
哪怕沒有看過源碼的同學(xué)也應(yīng)該知道，AOP是通過動(dòng)態(tài)代理實(shí)現(xiàn)的，動(dòng)態(tài)代理又分為兩個(gè)部分：JDK動(dòng)態(tài)代理和CGLIB動(dòng)態(tài)代理
確實(shí)，Spring也就是通過這兩種方式來實(shí)現(xiàn)AOP相關(guān)功能，下面就通過源碼來簡單求證下
1.AOP功能簡單實(shí)現(xiàn)
1）引入maven依賴（筆者使用SpringBoot開發(fā)）
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>1.5.3.RELEASE</version>
</parent>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency> 2）創(chuàng)建接口及其實(shí)現(xiàn)類
public interface Person {
void say();
}
public class Student implements Person{
public void say(){
System.out.println("這是一個(gè)苦逼的程序員");
}
}3）創(chuàng)建切面類
@Aspect
public class AspectJTest {
@Pointcut("execution(* *.say(..))")
public void test(){}
@Before("test()")
public void before(){
System.out.println("before test..");
}
@After("test()")
public void after(){
System.out.println("after test..");
}
@Around("test()")
public Object around(ProceedingJoinPoint p){
System.out.println("before1");
Object o = null;
try {
o = p.proceed();
} catch (Throwable e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("after1");
return o;
}
}4）創(chuàng)建beans.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
xsi:schemaLocation="
http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd">
<aop:aspectj-autoproxy/>
<bean id="student" class="test.Student"/>
<bean class="test.AspectJTest"/>
</beans>5）測試類
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ClassPathXmlApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
Person bean2 = (Person)ac.getBean("student");
bean2.say();
}
// 結(jié)果如下：
before1
before test..
這是一個(gè)苦逼的程序員
after1
after test..總結(jié)：AOP功能的使用還是比較簡單的，把相關(guān)bean注入到Spring容器中，編寫好相應(yīng)的Aspect類即可
2.寫在分析AOP功能源碼之前
1）在使用ApplicationContext相關(guān)實(shí)現(xiàn)類加載bean的時(shí)候，會針對所有單例且非懶加載的bean，在構(gòu)造ApplicationContext的時(shí)候就會創(chuàng)建好這些bean，而不會等到使用的時(shí)候才去創(chuàng)建。這也就是單例bean默認(rèn)非懶加載的應(yīng)用
2）讀者需要了解BeanPostProcessor的相關(guān)使用，所有實(shí)現(xiàn)BeanPostProcessor接口的類，在初始化bean的時(shí)候都會調(diào)用這些類的方法，一般用于在bean初始化前或后對bean做一些修改。而AOP的功能實(shí)現(xiàn)正式基于此，在bean初始化后創(chuàng)建針對該bean的proxy，然后返回給用戶該proxy
3）結(jié)合以上兩點(diǎn)，被代理后的bean，實(shí)際在ApplicationContext構(gòu)造完成之后就已經(jīng)被創(chuàng)建完成，getBean()的操作直接從singletonObjects中獲取即可
3.AOP源碼架構(gòu)分析
1）尋找 <aop:aspectj-autoproxy/> 注解對應(yīng)的解析器
但凡注解都有對應(yīng)的解析器，以用來解析該注解的行為。全局搜索之后可發(fā)現(xiàn)
org.springframework.aop.config.AopNamespaceHandler類中有對應(yīng)的解析行為，代碼如下：
public class AopNamespaceHandler extends NamespaceHandlerSupport {
@Override
public void init() {
// In 2.0 XSD as well as in 2.1 XSD.
registerBeanDefinitionParser("config", new ConfigBeanDefinitionParser());
registerBeanDefinitionParser("aspectj-autoproxy", new AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser());// 就是該段代碼
registerBeanDefinitionDecorator("scoped-proxy", new ScopedProxyBeanDefinitionDecorator());
// Only in 2.0 XSD: moved to context namespace as of 2.1
registerBeanDefinitionParser("spring-configured", new SpringConfiguredBeanDefinitionParser());
}
}2）了解AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser對應(yīng)的行為
class AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser implements BeanDefinitionParser {
@Override
public BeanDefinition parse(Element element, ParserContext parserContext) {
// 1.注冊proxy creator
AopNamespaceUtils.registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary(parserContext, element);
extendBeanDefinition(element, parserContext);
return null;
}
...
// registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary()
public static void registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary(
ParserContext parserContext, Element sourceElement) {
// 注冊行為主要內(nèi)容
BeanDefinition beanDefinition = AopConfigUtils.registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary(
parserContext.getRegistry(), parserContext.extractSource(sourceElement));
useClassProxyingIfNecessary(parserContext.getRegistry(), sourceElement);
registerComponentIfNecessary(beanDefinition, parserContext);
}
// registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary()
public static BeanDefinition registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary(BeanDefinitionRegistry registry, Object source) {
// 主要就是為了注冊AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator類
return registerOrEscalateApcAsRequired(AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator.class, registry, source);
}
// 注冊類相關(guān)代碼
private static BeanDefinition registerOrEscalateApcAsRequired(Class<?> cls, BeanDefinitionRegistry registry, Object source) {
Assert.notNull(registry, "BeanDefinitionRegistry must not be null");
if (registry.containsBeanDefinition(AUTO_PROXY_CREATOR_BEAN_NAME)) {
BeanDefinition apcDefinition = registry.getBeanDefinition(AUTO_PROXY_CREATOR_BEAN_NAME);
if (!cls.getName().equals(apcDefinition.getBeanClassName())) {
int currentPriority = findPriorityForClass(apcDefinition.getBeanClassName());
int requiredPriority = findPriorityForClass(cls);
if (currentPriority < requiredPriority) {
apcDefinition.setBeanClassName(cls.getName());
}
}
return null;
}
// 類似于我們在使用BeanFactory.getBean()時(shí)候的操作，生成一個(gè)RootBeanDefinition，然后放入map中
RootBeanDefinition beanDefinition = new RootBeanDefinition(cls);
beanDefinition.setSource(source);
beanDefinition.getPropertyValues().add("order", Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE);
beanDefinition.setRole(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE);
registry.registerBeanDefinition(AUTO_PROXY_CREATOR_BEAN_NAME, beanDefinition);
return beanDefinition;
}總結(jié)：通過以上的代碼分析，可知，AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser主要的功能就是將AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator注冊到Spring容器中，把bean交給Spring去托管。
AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的功能我們大膽猜測一下：應(yīng)該也就是生成對象的代理類的相關(guān)功能，這個(gè)我們接下來再看。
問題：
那么問題來了，我們最開始的類AopNamespaceHandler.init()方法是在什么時(shí)候被調(diào)用的呢？什么時(shí)候生效的？這個(gè)決定了我們注冊到Spring的AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的生效時(shí)間？讀者可自行思考下。
3）分析AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator主要行為
通過查看AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的類層次結(jié)構(gòu)，可知，其實(shí)現(xiàn)了BeanPostProcessor接口，實(shí)現(xiàn)類為AbstractAutoProxyCreator
類層次結(jié)構(gòu)如下：
4）AbstractAutoProxyCreator主要方法
@Override
public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) {
return bean;
}
// 主要看這個(gè)方法，在bean初始化之后對生產(chǎn)出的bean進(jìn)行包裝
@Override
public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
if (bean != null) {
Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
if (!this.earlyProxyReferences.contains(cacheKey)) {
return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
}
}
return bean;
}
// wrapIfNecessary
protected Object wrapIfNecessary(Object bean, String beanName, Object cacheKey) {
if (beanName != null && 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.
// 意思就是如果該類有advice則創(chuàng)建proxy，
Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(bean.getClass(), beanName, null);
if (specificInterceptors != DO_NOT_PROXY) {
this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.TRUE);
// 1.通過方法名也能簡單猜測到，這個(gè)方法就是把bean包裝為proxy的主要方法，
Object proxy = createProxy(
bean.getClass(), beanName, specificInterceptors, new SingletonTargetSource(bean));
this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
// 2.返回該proxy代替原來的bean
return proxy;
}
this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
return bean;
}總結(jié)：
1）通過AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser類將AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator注冊到Spring容器中
2）AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator類的postProcessAfterInitialization()方法將所有有advice的bean重新包裝成proxy
4.創(chuàng)建proxy過程分析
通過之前的代碼結(jié)構(gòu)分析，我們知道，所有的bean在返回給用戶使用之前都需要經(jīng)過AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator類的postProcessAfterInitialization()方法，而該方法的主要作用也就是將所有擁有advice的bean重新包裝為proxy，那么我們接下來直接分析這個(gè)包裝為proxy的方法即可，看一下bean如何被包裝為proxy，proxy在被調(diào)用方法時(shí)，是具體如何執(zhí)行的
以下是AbstractAutoProxyCreator.wrapIfNecessary(Object bean, String beanName, Object cacheKey)中的createProxy()代碼片段分析
protected Object createProxy(
Class<?> beanClass, String beanName, Object[] specificInterceptors, TargetSource targetSource) {
if (this.beanFactory instanceof ConfigurableListableBeanFactory) {
AutoProxyUtils.exposeTargetClass((ConfigurableListableBeanFactory) this.beanFactory, beanName, beanClass);
}
// 1.創(chuàng)建proxyFactory，proxy的生產(chǎn)主要就是在proxyFactory做的
ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();
proxyFactory.copyFrom(this);
if (!proxyFactory.isProxyTargetClass()) {
if (shouldProxyTargetClass(beanClass, beanName)) {
proxyFactory.setProxyTargetClass(true);
}
else {
evaluateProxyInterfaces(beanClass, proxyFactory);
}
}
// 2.將當(dāng)前bean適合的advice，重新封裝下，封裝為Advisor類，然后添加到ProxyFactory中
Advisor[] advisors = buildAdvisors(beanName, specificInterceptors);
for (Advisor advisor : advisors) {
proxyFactory.addAdvisor(advisor);
}
proxyFactory.setTargetSource(targetSource);
customizeProxyFactory(proxyFactory);
proxyFactory.setFrozen(this.freezeProxy);
if (advisorsPreFiltered()) {
proxyFactory.setPreFiltered(true);
}
// 3.調(diào)用getProxy獲取bean對應(yīng)的proxy
return proxyFactory.getProxy(getProxyClassLoader());
}1）創(chuàng)建何種類型的Proxy？JDKProxy還是CGLIBProxy？
// getProxy()方法
public Object getProxy(ClassLoader classLoader) {
return createAopProxy().getProxy(classLoader);
}
// createAopProxy()方法就是決定究竟創(chuàng)建何種類型的proxy
protected final synchronized AopProxy createAopProxy() {
if (!this.active) {
activate();
}
// 關(guān)鍵方法createAopProxy()
return getAopProxyFactory().createAopProxy(this);
}
// createAopProxy()
public AopProxy createAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException {
// 1.config.isOptimize()是否使用優(yōu)化的代理策略，目前使用與CGLIB
// config.isProxyTargetClass() 是否目標(biāo)類本身被代理而不是目標(biāo)類的接口
// hasNoUserSuppliedProxyInterfaces()是否存在代理接口
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.");
}
// 2.如果目標(biāo)類是接口或者是代理類，則直接使用JDKproxy
if (targetClass.isInterface() || Proxy.isProxyClass(targetClass)) {
return new JdkDynamicAopProxy(config);
}
// 3.其他情況則使用CGLIBproxy
return new ObjenesisCglibAopProxy(config);
}
else {
return new JdkDynamicAopProxy(config);
}
}2）getProxy()方法
由1）可知，通過createAopProxy()方法來確定具體使用何種類型的Proxy
針對于該示例，我們具體使用的為JdkDynamicAopProxy，下面來看下JdkDynamicAopProxy.getProxy()方法
final class JdkDynamicAopProxy implements AopProxy, InvocationHandler, Serializable// JdkDynamicAopProxy類結(jié)構(gòu)，由此可知，其實(shí)現(xiàn)了InvocationHandler，則必定有invoke方法，來被調(diào)用，也就是用戶調(diào)用bean相關(guān)方法時(shí)，此invoke()被真正調(diào)用
// getProxy()
public Object getProxy(ClassLoader classLoader) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Creating JDK dynamic proxy: target source is " + this.advised.getTargetSource());
}
Class<?>[] proxiedInterfaces = AopProxyUtils.completeProxiedInterfaces(this.advised, true);
findDefinedEqualsAndHashCodeMethods(proxiedInterfaces);
// JDK proxy 動(dòng)態(tài)代理的標(biāo)準(zhǔn)用法
return Proxy.newProxyInstance(classLoader, proxiedInterfaces, this);
}3）invoke()方法
以上的代碼模式可以很明確的看出來，使用了JDK動(dòng)態(tài)代理模式，真正的方法執(zhí)行在invoke()方法里，下面我們來看下該方法，來看下bean方法如何被代理執(zhí)行的
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 {
// 1.以下的幾個(gè)判斷，主要是為了判斷method是否為equals、hashCode等Object的方法
if (!this.equalsDefined && AopUtils.isEqualsMethod(method)) {
// The target does not implement the equals(Object) method itself.
return equals(args[0]);
}
else if (!this.hashCodeDefined && AopUtils.isHashCodeMethod(method)) {
// The target does not implement the hashCode() method itself.
return hashCode();
}
else if (method.getDeclaringClass() == DecoratingProxy.class) {
// There is only getDecoratedClass() declared -> dispatch to proxy config.
return AopProxyUtils.ultimateTargetClass(this.advised);
}
else if (!this.advised.opaque && method.getDeclaringClass().isInterface() &&
method.getDeclaringClass().isAssignableFrom(Advised.class)) {
// Service invocations on ProxyConfig with the proxy config...
return AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(this.advised, method, args);
}
Object retVal;
if (this.advised.exposeProxy) {
// Make invocation available if necessary.
oldProxy = AopContext.setCurrentProxy(proxy);
setProxyContext = true;
}
// May be null. Get as late as possible to minimize the time we "own" the target,
// in case it comes from a pool.
target = targetSource.getTarget();
if (target != null) {
targetClass = target.getClass();
}
// 2.獲取當(dāng)前bean被攔截方法鏈表
List<Object> chain = this.advised.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(method, targetClass);
// 3.如果為空，則直接調(diào)用target的method
if (chain.isEmpty()) {
Object[] argsToUse = AopProxyUtils.adaptArgumentsIfNecessary(method, args);
retVal = AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(target, method, argsToUse);
}
// 4.不為空，則逐一調(diào)用chain中的每一個(gè)攔截方法的proceed
else {
// We need to create a method invocation...
invocation = new ReflectiveMethodInvocation(proxy, target, method, args, targetClass, chain);
// Proceed to the joinpoint through the interceptor chain.
retVal = invocation.proceed();
}
...
return retVal;
}
...
}4）攔截方法真正被執(zhí)行調(diào)用invocation.proceed()
public Object proceed() throws Throwable {
// We start with an index of -1 and increment early.
if (this.currentInterceptorIndex == this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.size() - 1) {
return invokeJoinpoint();
}
Object interceptorOrInterceptionAdvice =
this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.get(++this.currentInterceptorIndex);
if (interceptorOrInterceptionAdvice instanceof InterceptorAndDynamicMethodMatcher) {
// Evaluate dynamic method matcher here: static part will already have
// been evaluated and found to match.
InterceptorAndDynamicMethodMatcher dm =
(InterceptorAndDynamicMethodMatcher) interceptorOrInterceptionAdvice;
if (dm.methodMatcher.matches(this.method, this.targetClass, this.arguments)) {
return dm.interceptor.invoke(this);
}
else {
// Dynamic matching failed.
// Skip this interceptor and invoke the next in the chain.
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);
}
}總結(jié)4：依次遍歷攔截器鏈的每個(gè)元素，然后調(diào)用其實(shí)現(xiàn)，將真正調(diào)用工作委托給各個(gè)增強(qiáng)器
心得
縱觀以上過程可知：實(shí)際就是為bean創(chuàng)建一個(gè)proxy，JDKproxy或者CGLIBproxy，然后在調(diào)用bean的方法時(shí)，會通過proxy來調(diào)用bean方法
重點(diǎn)過程可分為：
1）通過AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser類將AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator注冊到Spring容器中
2）AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator類的postProcessAfterInitialization()方法將所有有advice的bean重新包裝成proxy
3）調(diào)用bean方法時(shí)通過proxy來調(diào)用，proxy依次調(diào)用增強(qiáng)器的相關(guān)方法，來實(shí)現(xiàn)方法切入
總結(jié)
以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。
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