Spring AOP实现原理解析
什么是AOP AOP(Aspect-OrientedProgramming,面向方面编程),可以说是OOP(Object-Oriented Programing,面向对象编程)的补充和完善。OOP引入封装、继承和多态性等概念来建立一种对象层次结构,用以模拟公共行为的一个集合。当我们需要为分散的对象引入公共行为的时候,OOP则显得无能为力。也就是说,OOP允许你定义从上到下的关系,但并不适合定义从左到右的关系。例如日志功能。日志代码往往水平地散布在所有对象层次中,而与它所散布到的对象的核心功能毫无关系。对于其他类型的代码,如安全性、异常处理和透明的持续性也是如此。这种散布在各处的无关的代码被称为横切(cross-cutting)代码,在OOP设计中,它导致了大量代码的重复,而不利于各个模块的重用。 而AOP技术则恰恰相反,它利用一种称为“横切”的技术,剖解开封装的对象内部,并将那些影响了多个类的公共行为封装到一个可重用模块,并将其名为“Aspect”,即方面。所谓“方面”,简单地说,就是将那些与业务无关,却为业务模块所共同调用的逻辑或责任封装起来,便于减少系统的重复代码,降低模块间的耦合度,并有利于未来的可操作性和可维护性。AOP代表的是一个横向的关系,如果说“对象”是一个空心的圆柱体,其中封装的是对象的属性和行为;那么面向方面编程的方法,就仿佛一把利刃,将这些空心圆柱体剖开,以获得其内部的消息。而剖开的切面,也就是所谓的“方面”了。然后它又以巧夺天功的妙手将这些剖开的切面复原,不留痕迹。 使用“横切”技术,AOP把软件系统分为两个部分:核心关注点和横切关注点。业务处理的主要流程是核心关注点,与之关系不大的部分是横切关注点。横切关注点的一个特点是,他们经常发生在核心关注点的多处,而各处都基本相似。比如权限认证、日志、事务处理。Aop 的作用在于分离系统中的各种关注点,将核心关注点和横切关注点分离开来。正如Avanade公司的高级方案构架师Adam Magee所说,AOP的核心思想就是“将应用程序中的商业逻辑同对其提供支持的通用服务进行分离。” 实现AOP的技术,主要分为两大类:一是采用动态代理技术,利用截取消息的方式,对该消息进行装饰,以取代原有对象行为的执行;二是采用静态织入的方式,引入特定的语法创建“方面”,从而使得编译器可以在编译期间织入有关“方面”的代码。 AOP使用场景 AOP用来封装横切关注点,具体可以在下面的场景中使用: Authentication 权限 AOP相关概念 方面(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。事务管理是J2EE应用中一个很好的横切关注点例子。方面用Spring的 Advisor或拦截器实现。 连接点(Joinpoint): 程序执行过程中明确的点,如方法的调用或特定的异常被抛出。 通知(Advice): 在特定的连接点,AOP框架执行的动作。各种类型的通知包括“around”、“before”和“throws”通知。通知类型将在下面讨论。许多AOP框架包括Spring都是以拦截器做通知模型,维护一个“围绕”连接点的拦截器链。Spring中定义了四个advice: BeforeAdvice,AfterAdvice,ThrowAdvice和DynamicIntroductionAdvice 切入点(Pointcut): 指定一个通知将被引发的一系列连接点的集合。AOP框架必须允许开发者指定切入点:例如,使用正则表达式。 Spring定义了Pointcut接口,用来组合MethodMatcher和ClassFilter,可以通过名字很清楚的理解, MethodMatcher是用来检查目标类的方法是否可以被应用此通知,而ClassFilter是用来检查Pointcut是否应该应用到目标类上 引入(Introduction): 添加方法或字段到被通知的类。 Spring允许引入新的接口到任何被通知的对象。例如,你可以使用一个引入使任何对象实现 IsModified接口,来简化缓存。Spring中要使用Introduction,可有通过DelegatingIntroductionInterceptor来实现通知,通过DefaultIntroductionAdvisor来配置Advice和代理类要实现的接口 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。POJO AOP代理(AOP Proxy): AOP框架创建的对象,包含通知。 在Spring中,AOP代理可以是JDK动态代理或者CGLIB代理。 织入(Weaving): 组装方面来创建一个被通知对象。这可以在编译时完成(例如使用AspectJ编译器),也可以在运行时完成。Spring和其他纯Java AOP框架一样,在运行时完成织入。 Spring AOP组件 下面这种类图列出了Spring中主要的AOP组件 如何使用Spring AOP 可以通过配置文件或者编程的方式来使用Spring AOP。 配置可以通过xml文件来进行,大概有四种方式: 也可以直接使用ProxyFactory来以编程的方式使用Spring AOP,通过ProxyFactory提供的方法可以设置target对象,advisor等相关配置,最终通过 getProxy()方法来获取代理对象 具体使用的示例可以google. 这里略去 Spring AOP代理对象的生成 Spring提供了两种方式来生成代理对象: JDKProxy和Cglib,具体使用哪种方式生成由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。下面我们来研究一下Spring如何使用JDK来生成代理对象,具体的生成代码放在JdkDynamicAopProxy这个类中,直接上相关代码: /** * <ol> * <li>获取代理类要实现的接口,除了Advised对象中配置的,还会加上SpringProxy,Advised(opaque=false) * <li>检查上面得到的接口中有没有定义 equals或者hashcode的接口 * <li>调用Proxy.newProxyInstance创建代理对象 * </ol> */ 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); findDefinedEqualsAndHashCodeMethods(proxiedInterfaces); return Proxy.newProxyInstance(classLoader,proxiedInterfaces,this); } 那这个其实很明了,注释上我也已经写清楚了,不再赘述。 下面的问题是,代理对象生成了,那切面是如何织入的? publicObject invoke(Object proxy,Method method,Object[] args) throwsThrowable { MethodInvocation invocation = null; Object oldProxy = null; boolean setProxyContext = false; TargetSource targetSource = this.advised.targetSource; Class targetClass = null; Object target = null; try { //eqauls()方法,具目标对象未实现此方法 if (!this.equalsDefined && AopUtils.isEqualsMethod(method)){ return (equals(args[0])? Boolean.TRUE : Boolean.FALSE); } //hashCode()方法,具目标对象未实现此方法 if (!this.hashCodeDefined && AopUtils.isHashCodeMethod(method)){ return newInteger(hashCode()); } //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 if (!this.advised.opaque &&method.getDeclaringClass().isInterface() &&method.getDeclaringClass().isAssignableFrom(Advised.class)) { // Service invocations onProxyConfig with the proxy config... return AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(this.advised,method,args); } Object retVal = null; if (this.advised.exposeProxy) { // Make invocation available ifnecessary. oldProxy = AopContext.setCurrentProxy(proxy); setProxyContext = true; } //获得目标对象的类 target = targetSource.getTarget(); if (target != null) { targetClass = target.getClass(); } //获取可以应用到此方法上的Interceptor列表 List chain = this.advised.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(method,targetClass); //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) if (chain.isEmpty()) { retVal = AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(target,args); } else { //创建MethodInvocation invocation = newReflectiveMethodInvocation(proxy,target,args,targetClass,chain); retVal = invocation.proceed(); } // Massage return value if necessary. if (retVal != null && retVal == target &&method.getReturnType().isInstance(proxy) &&!RawTargetAccess.class.isAssignableFrom(method.getDeclaringClass())) { // Special case: it returned"this" and the return type of the method // is type-compatible. Notethat we can't help if the target sets // a reference to itself inanother returned object. retVal = proxy; } return retVal; } finally { if (target != null && !targetSource.isStatic()) { // Must have come fromTargetSource. targetSource.releaseTarget(target); } if (setProxyContext) { // Restore old proxy. AopContext.setCurrentProxy(oldProxy); } } } 主流程可以简述为:获取可以应用到此方法上的通知链(Interceptor Chain),如果有,则应用通知,并执行joinpoint; 如果没有,则直接反射执行joinpoint。而这里的关键是通知链是如何获取的以及它又是如何执行的,下面逐一分析下。 首先,从上面的代码可以看到,通知链是通过Advised.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice()这个方法来获取的,我们来看下这个方法的实现: public List<Object>getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(Method method,Class targetClass) { MethodCacheKeycacheKey = new MethodCacheKey(method); List<Object>cached = this.methodCache.get(cacheKey); if(cached == null) { cached= this.advisorChainFactory.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice( this,targetClass); this.methodCache.put(cacheKey,cached); } returncached; } 可以看到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: /** * 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,* 则判断此Advisor能否应用到目标类targetClass上.如果是PointcutAdvisor,则判断 * 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. */ publicList getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(Advised config,Methodmethod,Class targetClass) { // This is somewhat tricky... we have to process introductions first,// but we need to preserve order in the ultimate list. List interceptorList = new ArrayList(config.getAdvisors().length); //查看是否包含IntroductionAdvisor boolean hasIntroductions = hasMatchingIntroductions(config,targetClass); //这里实际上注册一系列AdvisorAdapter,用于将Advisor转化成MethodInterceptor AdvisorAdapterRegistry registry = GlobalAdvisorAdapterRegistry.getInstance(); Advisor[] advisors = config.getAdvisors(); for (int i = 0; i <advisors.length; i++) { Advisor advisor = advisors[i]; if (advisor instanceof PointcutAdvisor) { // Add it conditionally. PointcutAdvisor pointcutAdvisor= (PointcutAdvisor) advisor; if(config.isPreFiltered() ||pointcutAdvisor.getPointcut().getClassFilter().matches(targetClass)) { //TODO: 这个地方这两个方法的位置可以互换下 //将Advisor转化成Interceptor MethodInterceptor[]interceptors = registry.getInterceptors(advisor); //检查当前advisor的pointcut是否可以匹配当前方法 MethodMatcher mm =pointcutAdvisor.getPointcut().getMethodMatcher(); if (MethodMatchers.matches(mm,hasIntroductions)) { if(mm.isRuntime()) { // Creating a newobject instance in the getInterceptors() method // isn't a problemas we normally cache created chains. for (intj = 0; j < interceptors.length; j++) { interceptorList.add(new InterceptorAndDynamicMethodMatcher(interceptors[j],mm)); } } else { interceptorList.addAll(Arrays.asList(interceptors)); } } } } else if (advisor instanceof IntroductionAdvisor){ IntroductionAdvisor ia =(IntroductionAdvisor) advisor; if(config.isPreFiltered() || ia.getClassFilter().matches(targetClass)) { Interceptor[] interceptors= registry.getInterceptors(advisor); interceptorList.addAll(Arrays.asList(interceptors)); } } else { Interceptor[] interceptors =registry.getInterceptors(advisor); interceptorList.addAll(Arrays.asList(interceptors)); } } return interceptorList; } 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. 接下来我们再看下得到的拦截器链是怎么起作用的。 if (chain.isEmpty()) { retVal = AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(target,chain); retVal = invocation.proceed(); } 从这段代码可以看出,如果得到的拦截器链为空,则直接反射调用目标方法,否则创建MethodInvocation,调用其proceed方法,触发拦截器链的执行,来看下具体代码 public Object proceed() throws Throwable { // We start with an index of -1and increment early. if (this.currentInterceptorIndex == this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.size()- 1) { //如果Interceptor执行完了,则执行joinPoint return invokeJoinpoint(); } Object interceptorOrInterceptionAdvice = this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.get(++this.currentInterceptorIndex); //如果要动态匹配joinPoint if (interceptorOrInterceptionAdvice instanceof InterceptorAndDynamicMethodMatcher){ // Evaluate dynamic method matcher here: static part will already have // been evaluated and found to match. InterceptorAndDynamicMethodMatcher dm = (InterceptorAndDynamicMethodMatcher)interceptorOrInterceptionAdvice; //动态匹配:运行时参数是否满足匹配条件 if (dm.methodMatcher.matches(this.method,this.targetClass,this.arguments)) { //执行当前Intercetpor returndm.interceptor.invoke(this); } else { //动态匹配失败时,略过当前Intercetpor,调用下一个Interceptor return proceed(); } } else { // It's an interceptor,so we just invoke it: The pointcutwill have // been evaluated statically before this object was constructed. //执行当前Intercetpor return ((MethodInterceptor) interceptorOrInterceptionAdvice).invoke(this); } } 代码也比较简单,这里不再赘述。 以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持编程小技巧。 (编辑:李大同) 【声明】本站内容均来自网络,其相关言论仅代表作者个人观点,不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利,请及时与联系站长删除相关内容! |