@Aspect与SpringAop

AOP

什么是AOP

AOP，即面向切面编程，Aspect Oriented Programming，通过预编译方式和运行期动态代理实现程序功能的统一维护的一种技术。它和我们平时接触到的OOP都是编程的不同思想。OOP，即『面向对象编程』，它提倡的是将功能模块化，对象化。AOP提倡的是针对同一类问题的统一处理，可以让我们在开发过程中把注意力尽可能多地放在真正需要关心的核心业务逻辑处理上，既提高工作效率，又使代码变得更加简洁优雅。

关于AOP的一些概念

  • 切面（Aspect）：一个关注点的模块化，这个关注点实现可能另外横切多个对象。其实就是共有功能的实现。如日志切面、权限切面、事务切面等。
  • 通知（Advice）：是切面的具体实现。以目标方法为参照点，根据放置的地方不同，可分为前置通知（Before）、后置通知（AfterReturning）、异常通知（AfterThrowing）、最终通知（After）与环绕通知（Around）5种。在实际应用中通常是切面类中的一个方法，具体属于哪类通知由配置指定的。
    切入点（Pointcut）：用于定义通知应该切入到哪些连接点上。不同的通知通常需要切入到不同的连接点上，这种精准的匹配是由切入点的正则表达式来定义的。
  • 连接点（Joinpoint）：就是程序在运行过程中能够插入切面的地点。例如，方法调用、异常抛出或字段修改等。
  • 目标对象（Target Object）：包含连接点的对象，也被称作被通知或被代理对象。这些对象中已经只剩下干干净净的核心业务逻辑代码了，所有的共有功能等代码则是等待AOP容器的切入。
  • AOP代理（AOP Proxy）：将通知应用到目标对象之后被动态创建的对象。可以简单地理解为，代理对象的功能等于目标对象的核心业务逻辑功能加上共有功能。代理对象对于使用者而言是透明的，是程序运行过程中的产物。
  • 编织（Weaving）：将切面应用到目标对象从而创建一个新的代理对象的过程。这个过程可以发生在编译期、类装载期及运行期，当然不同的发生点有着不同的前提条件。譬如发生在编译期的话，就要求有一个支持这种AOP实现的特殊编译器（如AspectJ编译器）；发生在类装载期，就要求有一个支持AOP实现的特殊类装载器；只有发生在运行期，则可直接通过Java语言的反射机制与动态代理机制来动态实现（如Spring）。
  • 引入（Introduction）：添加方法或字段到被通知的类。

代理

AOP的实现手段之一是建立在Java语言的反射机制与动态代理机制之上的。业务逻辑组件在运行过程中，AOP容器会动态创建一个代理对象供使用者调用，该代理对象已经按程序员的意图将切面成功切入到目标方法的连接点上，从而使切面的功能与业务逻辑的功能都得以执行。从原理上讲，调用者直接调用的其实是AOP容器动态生成的代理对象，再由代理对象调用目标对象完成原始的业务逻辑处理，而代理对象则已经将切面与业务逻辑方法进行了合成。

静态代理

静态代理的实现比较简单，代理类通过实现与目标对象相同的接口，并在类中维护一个代理对象。通过构造器塞入目标对象，赋值给代理对象，进而执行代理对象实现的接口方法，并实现前拦截，后拦截等所需的业务功能。

  • AspectJ
  • 编程代理

动态代理

动态代理分为JDK动态代理和CGLib动态代理，而代码织入方式分为动态织入与静态织入两大类，关于代理模式的一些细节不是本文的重点，在 谈谈23种设计模式在Android源码及项目中的应用 中的代理模式章节已经有讲述过。

  • JDK动态代理
  • CGLib动态代理

其实AOP的原理个人认为就是代理，只是根据代理的机制不同会有些变化。主要是静态编程代理，编译织入代理，动态运行时代理。

什么是AspectJ

AspectJ会通过生成新的AOP代理类来对目标类进行增强，有兴趣的同学可以去查看经过ajc编译前后的代码，比照一下就会发现，假设我们要切入一个方法，那么AspectJ会重构一个新的方法，并且将原来的方法替代为这个新的方法，这个新的方法就会根据配置在调用目标方法的前后等指定位置插入特定代码，这样系统在调用目标方法的时候，其实是调用的被AspectJ增强后的代理方法，而这个代理类会在编译结束时生成好，所以属于静态织入的方式。

AspectJ是eclipse基金会的一个项目，官网地址：AspectJ

AspectJ机制

切面语法

网上到处都是的那种所谓”AspectJ使用方法”，这套东西做到了将 决定是否使用切面的权利，还给了切面。在写切面的时候就可以决定哪些类的哪些方法会被代理，从而 从逻辑上不需要侵入业务代码。由于这套语法实在是太有名，导致很多人都误以为AspectJ等于切面语法，其实不然。

织入工具

刚才讲到切面语法能够让切面 从逻辑上与业务代码解耦，但是 从操作上来讲，当JVM运行业务代码的时候，他甚至无从得知旁边还有个类想横插一刀。。。这个问题大概有两种解决思路，一种就是提供注册机制，通过额外的配置文件指明哪些类受到切面的影响，不过这还是需要干涉对象创建的过程；另外一种解决思路就是在编译期(或者类加载期)我们优先考虑一下切面代码，并将切面代码通过某种形式插入到业务代码中，这样业务代码不就知道自己被“切”了么？这种思路的一个实现就是 aspectjweaver，就是这里的织入工具。

织入方式

  • 编译时织入，利用ajc编译器替代javac编译器，直接将源文件(java或者aspect文件)编译成class文件并将切面织入进代码。
  • 编译后织入，利用ajc编译器向javac编译期编译后的class文件或jar文件织入切面代码。
  • 加载时织入，不使用ajc编译器，利用aspectjweaver.jar工具，使用java agent代理命令在类加载期将切面织入进代码。

怎么使用AspectJ

AspectJ提供了两套对切面的描述方法

  • 一种就是我们常见的 基于java注解切面描述的方法，这种方法兼容java语法，写起来十分方便，不需要IDE的额外语法检测支持；

  • 另外一种是基于aspect文件的切面文件描述方法，这种语法本身并不是java语法，因此写的时候需要IDE的插件支持才能进行语法检查。

AspectJ文件

  • aspectjrt.jar包主要是提供运行时的一些注解，静态方法等等东西，通常我们要使用aspectJ的时候都要使用这个包。
  • aspectjtools.jar包主要是提供赫赫有名的ajc编译器，可以在编译期将将java文件或者class文件或者aspect文件定义的切面织入到业务代码中。通常这个东西会被封装进各种IDE插件或者自动化插件中。
  • aspectjweaver.jar包主要是提供了一个java agent用于在类加载期间织入切面(Load time weaving)。并且提供了对切面语法的相关处理等基础方法，供ajc使用或者供第三方开发使用。这个包一般我们不需要显式引用，除非需要使用LTW。

织入命令

  • 编译时织入，直接从java源码编译成class java -jar aspectjtools.jar -cp aspectjrt.jar -source 1.5 -sourceroots src/main/java/ -d target/classes

  • 编译后织入，从java编译后的class再次编译class
    java -jar aspectjtools.jar -cp aspectjrt.jar -source 1.5 -inpath target/classes -d target/classes

  • 加载时织入(LTW)，java -javaagent:aspectjweaver.jar -cp aspectjrt.jar:target/classes/ com.scio.cloud.test.App

通过上面的示例可以看出，在使用AspectJ时，都要做一些额外的操作，包括各种编译或者java代理命令才能做到切面编程，那么，我们在使用SpringAop时，同样使用@Aspect命令的Bean，是如何做到切面的呢？大胆猜测是通过动态代理实现的。

SpringAop-AspectJAutoProxy

想要弄清楚@Aspect和SpringAop是如何结合的，就需要对其源码进行跟踪解惑。我们这次跟踪采用老方法。

@EnableAspectJAutoProxy

SpringBoot项目中，要使用@Aspect做切面日志记录，通过在启动类上添加注解@EnableAspectJAutoProxy，并切面类上添加@Aspect和@Component注解即可。

同时在，在切面类中，我们要定义切面的通知@Around，@After等等。

AspectJAutoProxyRegistrar

通过跟进EnableAspectJAutoProxy注解，我们发现有@Import(AspectJAutoProxyRegistrar.class)导入了一个自动代理注册类，跟进。发现其实现了ImportBeanDefinitionRegistrar接口，registerBeanDefinitions方法

@Override
public void registerBeanDefinitions(
        AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
    //AspectJ注解自动注册代理
    AopConfigUtils.registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary(registry);

    AnnotationAttributes enableAspectJAutoProxy =
            AnnotationConfigUtils.attributesFor(importingClassMetadata, EnableAspectJAutoProxy.class);
    if (enableAspectJAutoProxy.getBoolean("proxyTargetClass")) {
        AopConfigUtils.forceAutoProxyCreatorToUseClassProxying(registry);
    }
    if (enableAspectJAutoProxy.getBoolean("exposeProxy")) {
        AopConfigUtils.forceAutoProxyCreatorToExposeProxy(registry);
    }
}

AopConfigUtils.registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary

继续跟进

public static BeanDefinition registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary(BeanDefinitionRegistry registry, Object source) {
    return registerOrEscalateApcAsRequired(AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator.class, registry, source);
}

注册了AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator.class

AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator

跟进AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator，发现其继承了父类，类本身的方法没有多少，我们只看protected方法，发现initBeanFactory，findCandidateAdvisors方法。

@Override
protected List<Advisor> findCandidateAdvisors() {
    // Add all the Spring advisors found according to superclass rules.
    List<Advisor> advisors = super.findCandidateAdvisors();
    // Build Advisors for all AspectJ aspects in the bean factory.
    advisors.addAll(this.aspectJAdvisorsBuilder.buildAspectJAdvisors());
    return advisors;
}

根据上面方法的注解和方法体可以看出，aspectJAdvisorsBuilder.buildAspectJAdvisors()会构建AspectJ的Advisors列表，那么查找其调用方法，网上层寻找。

AbstractAdvisorAutoProxyCreator

findEligibleAdvisors

protected List<Advisor> findEligibleAdvisors(Class<?> beanClass, String beanName) {
    List<Advisor> candidateAdvisors = findCandidateAdvisors();
    List<Advisor> eligibleAdvisors = findAdvisorsThatCanApply(candidateAdvisors, beanClass, beanName);
    extendAdvisors(eligibleAdvisors);
    if (!eligibleAdvisors.isEmpty()) {
        eligibleAdvisors = sortAdvisors(eligibleAdvisors);
    }
    return eligibleAdvisors;
}

继续网上层寻找调用。

getAdvicesAndAdvisorsForBean

@Override
protected Object[] getAdvicesAndAdvisorsForBean(Class<?> beanClass, String beanName, TargetSource targetSource) {
    List<Advisor> advisors = findEligibleAdvisors(beanClass, beanName);
    if (advisors.isEmpty()) {
        return DO_NOT_PROXY;
    }
    return advisors.toArray();
}

继续网上层寻找调用。

AbstractAutoProxyCreator

postProcessBeforeInstantiation

@Override
public Object postProcessBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) throws BeansException {
    Object cacheKey = getCacheKey(beanClass, beanName);

    if (beanName == null || !this.targetSourcedBeans.contains(beanName)) {
        if (this.advisedBeans.containsKey(cacheKey)) {
            return null;
        }
        if (isInfrastructureClass(beanClass) || shouldSkip(beanClass, beanName)) {
            this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
            return null;
        }
    }

    // Create proxy here if we have a custom TargetSource.
    // Suppresses unnecessary default instantiation of the target bean:
    // The TargetSource will handle target instances in a custom fashion.
    if (beanName != null) {
        TargetSource targetSource = getCustomTargetSource(beanClass, beanName);
        if (targetSource != null) {
            this.targetSourcedBeans.add(beanName);
            // 找拦截器
            Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(beanClass, beanName, targetSource);
            // 通过拦截器等信息创建代理对象
            Object proxy = createProxy(beanClass, beanName, specificInterceptors, targetSource);
            this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
            return proxy;
        }
    }

    return null;
}

最后的方法找到了我们熟悉的postProcessBeforeInstantiation。该方法是InstantiationAwareBeanPostProcessor接口中的方法，BeanPostProcessor的子接口，它添加了一个before-instantiation回调，以及在实例化之后但在显式属性设置orautowiring之前的回调。

在上面的方法中可以看出，在寻找到所有与@Aspect相关的切面方法后，构造一系列Advisor，然后进行代理构造并返回代理对象。那么从这点可以看出，Spring对@Aspect的注解进行了解析并动态代理了对象。

BeanFactoryAspectJAdvisorsBuilder::buildAspectJAdvisors

该方法是构造Aspect的核心方法。

public List<Advisor> buildAspectJAdvisors() {
    List<String> aspectNames = this.aspectBeanNames;

    if (aspectNames == null) {
        synchronized (this) {
            aspectNames = this.aspectBeanNames;
            if (aspectNames == null) {
                List<Advisor> advisors = new LinkedList<Advisor>();
                aspectNames = new LinkedList<String>();
                String[] beanNames = BeanFactoryUtils.beanNamesForTypeIncludingAncestors(
                        this.beanFactory, Object.class, true, false);
                for (String beanName : beanNames) {
                    if (!isEligibleBean(beanName)) {
                        continue;
                    }
                    // We must be careful not to instantiate beans eagerly as in this case they
                    // would be cached by the Spring container but would not have been weaved.
                    Class<?> beanType = this.beanFactory.getType(beanName);
                    if (beanType == null) {
                        continue;
                    }
                    if (this.advisorFactory.isAspect(beanType)) {
                        aspectNames.add(beanName);
                        AspectMetadata amd = new AspectMetadata(beanType, beanName);
                        if (amd.getAjType().getPerClause().getKind() == PerClauseKind.SINGLETON) {
                            MetadataAwareAspectInstanceFactory factory =
                                    new BeanFactoryAspectInstanceFactory(this.beanFactory, beanName);
                            //核心代码
                            List<Advisor> classAdvisors = this.advisorFactory.getAdvisors(factory);
                            if (this.beanFactory.isSingleton(beanName)) {
                                this.advisorsCache.put(beanName, classAdvisors);
                            }
                            else {
                                this.aspectFactoryCache.put(beanName, factory);
                            }
                            advisors.addAll(classAdvisors);
                        }
                        else {
                            // Per target or per this.
                            if (this.beanFactory.isSingleton(beanName)) {
                                throw new IllegalArgumentException("Bean with name '" + beanName +
                                        "' is a singleton, but aspect instantiation model is not singleton");
                            }
                            MetadataAwareAspectInstanceFactory factory =
                                    new PrototypeAspectInstanceFactory(this.beanFactory, beanName);
                            this.aspectFactoryCache.put(beanName, factory);
                            //核心代码
                            advisors.addAll(this.advisorFactory.getAdvisors(factory));
                        }
                    }
                }
                this.aspectBeanNames = aspectNames;
                return advisors;
            }
        }
    }

    if (aspectNames.isEmpty()) {
        return Collections.emptyList();
    }
    List<Advisor> advisors = new LinkedList<Advisor>();
    for (String aspectName : aspectNames) {
        List<Advisor> cachedAdvisors = this.advisorsCache.get(aspectName);
        if (cachedAdvisors != null) {
            advisors.addAll(cachedAdvisors);
        }
        else {
            MetadataAwareAspectInstanceFactory factory = this.aspectFactoryCache.get(aspectName);
            advisors.addAll(this.advisorFactory.getAdvisors(factory));
        }
    }
    return advisors;
}

ReflectiveAspectJAdvisorFactory::getAdvisors

@Override
    public List<Advisor> getAdvisors(MetadataAwareAspectInstanceFactory aspectInstanceFactory) {
        Class<?> aspectClass = aspectInstanceFactory.getAspectMetadata().getAspectClass();
        String aspectName = aspectInstanceFactory.getAspectMetadata().getAspectName();
        validate(aspectClass);

        // We need to wrap the MetadataAwareAspectInstanceFactory with a decorator
        // so that it will only instantiate once.
        MetadataAwareAspectInstanceFactory lazySingletonAspectInstanceFactory =
                new LazySingletonAspectInstanceFactoryDecorator(aspectInstanceFactory);

        List<Advisor> advisors = new LinkedList<Advisor>();
        // 核心代码(exluce:Pointcut.class,对@Aroud,@After...等注解方法进行排序)
        for (Method method : getAdvisorMethods(aspectClass)) {
            // 核心代码
            Advisor advisor = getAdvisor(method, lazySingletonAspectInstanceFactory, advisors.size(), aspectName);
            if (advisor != null) {
                advisors.add(advisor);
            }
        }

        // If it's a per target aspect, emit the dummy instantiating aspect.
        if (!advisors.isEmpty() && lazySingletonAspectInstanceFactory.getAspectMetadata().isLazilyInstantiated()) {
            Advisor instantiationAdvisor = new SyntheticInstantiationAdvisor(lazySingletonAspectInstanceFactory);
            advisors.add(0, instantiationAdvisor);
        }

        // Find introduction fields.
        for (Field field : aspectClass.getDeclaredFields()) {
            Advisor advisor = getDeclareParentsAdvisor(field);
            if (advisor != null) {
                advisors.add(advisor);
            }
        }

        return advisors;
    }

ReflectiveAspectJAdvisorFactory::getAdvisor

@Override
public Advisor getAdvisor(Method candidateAdviceMethod, MetadataAwareAspectInstanceFactory aspectInstanceFactory,
        int declarationOrderInAspect, String aspectName) {

    validate(aspectInstanceFactory.getAspectMetadata().getAspectClass());

    AspectJExpressionPointcut expressionPointcut = getPointcut(
            candidateAdviceMethod, aspectInstanceFactory.getAspectMetadata().getAspectClass());
    if (expressionPointcut == null) {
        return null;
    }

    return new InstantiationModelAwarePointcutAdvisorImpl(expressionPointcut, candidateAdviceMethod,
            this, aspectInstanceFactory, declarationOrderInAspect, aspectName);
}

private AspectJExpressionPointcut getPointcut(Method candidateAdviceMethod, Class<?> candidateAspectClass) {
    AspectJAnnotation<?> aspectJAnnotation =
            AbstractAspectJAdvisorFactory.findAspectJAnnotationOnMethod(candidateAdviceMethod);
    if (aspectJAnnotation == null) {
        return null;
    }

    AspectJExpressionPointcut ajexp =
            new AspectJExpressionPointcut(candidateAspectClass, new String[0], new Class<?>[0]);
    ajexp.setExpression(aspectJAnnotation.getPointcutExpression());
    ajexp.setBeanFactory(this.beanFactory);
    return ajexp;
}

InstantiationModelAwarePointcutAdvisorImpl

。。。。。。

WTF，我完全跟不下去了。大概意思了解了，太复杂了。

通过上面的分析可以看出，SpringAop和Aspect结合，确实通过扫描注解和解析表达式，并使用动态代理完成了Aspect的切面编程。

关于AspectJ你可能不知道的那些事
https://www.colabug.com/2102191.html
@Aspect实现 Spring AOP源码追踪
https://blog.csdn.net/Java_Jsp_Ssh/article/details/82392219

最后编辑于 ：
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
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