从源码入手，一文带你读懂Spring AOP面向切面编程

Posted 2021-05-01 Zack说码

之前《》详细讲了Spring容器的初始化和加载的原理，后面《》介绍了下JDK的动态代理。

基于这两者的实现上，这次来探索下Spring的AOP原理。虽然AOP是基于Spring容器和动态代理，但不了解这两者原理也丝毫不影响理解AOP的原理实现，因为大家起码都会用。

AOP，Aspect Oriented Programming，面向切面编程。在很多时候我们写一些功能的时候，不需要用到继承这么重的方法，例如对每个方法在执行前打log，在没有AOP的情况下，我们只能对每个方法都写一句打log的语句。如果是一个复杂点的功能，那么将会产生许多重复的代码，而且会对模块之间有更多的耦合。
然而，在AOP下，我们只需要通过特定的方法，就能直接切入代码，添加自定义的功能（后续再讲AOP里面的概念点）。

下面将从一个简单的示例入手，拆解示例的内容，通过源码分析，一步步带大家读懂AOP的原理实现。

使用示例

以下代码不以文字形式展示，若需要代码，可以到github查看完整Demo。
Demo：https://github.com/Zack-Ku/spring-aop-demo

Spring项目依然是用xml最原始的配置方式，为了只是能简单地阅读原理，否则会多很多自动配置的内容在里面。而AOP的配置用的是注解形式，因为毕竟看起来毕竟清晰，容易理解逻辑。

创建一个Gradle项目，添加对应的Spring与AOP的依赖。
（Gradle和Maven类似，都是自动化构建的工具。但与Maven相比，Gradle是基于groovy，采用DSL格式，具有更强的灵活性、简洁性、拓展性。现在连Spring的官方源码都是用Gradle的，可以说是一款面向未来的工具，后续也值得我们深入学习。）

创建一个Bean，TestBean。

创建AOP的Aspect。

然后写一个启动类，测试以上配置

运行结果：

com.zack.demo.TestBean.getStr()开始执行…
getStr():Testing!
com.zack.demo.TestBean.getStr()方法结束…

Demo：https://github.com/Zack-Ku/spring-aop-demo

示例解析与AOP术语概念

看到上面的结果，很容易猜想到，LogAspect作用了在TestBean上，使得每次执行TestBean上的方法时，都会执行对应的方法（before/after）。

LogAspect中带注解@Pointcut的allMethod()，是用来扫描程序中的连接点。当执行一个方法时，命中了连接点，则会根据不同的通知，执行对应的织入代码。在上面例子中，执行getStr()前会执行LogAspect中的before()，执行getStr()后会执行LogAspect中的after()。

具体的通知包含

• @Before，前置通知，执行方法前执行

• @AfterReturn，返回通知，正常返回方法后执行

• @After，后置通知，方法最终结束后执行，相当于finaly

• @Around，环绕通知，围绕整个方法

• @AfterThrowing，异常通知，抛出异常后执行

开发者在命中连接点时，可以通过以上不同的通知，执行对应方法。这就是AOP中的Advisor。

以上的内容其实已经把AOP核心的概念都已经点出来了，我们再深入具体的认识下其中的术语，

• Aspect，切面，一个关注点的模块。
  例子中，LogAspect就是切面。

• JoinPoint， 连接点，程序执行中的某个点，某个位置。
  例子中，testBean.getStr()是连接点。

• PointCut，切点，切面匹配连接点的点，一般与切点表达式相关，就是切面如何切点。
  例子中，@PointCut注解就是切点表达式，匹配对应的连接点

• Advice，通知，指在切面的某个特定的连接点上执行的动作。
  例子中，before()与after()方法中的代码。

• TargetObject，目标对象，指被切入的对象。
  例子中，从ctx中取出的testBean则是目标对象。

• Weave，织入，将Advice作用在JoinPoint的过程。

以上概念看起来可以还比较难懂，可以通过以下一图（来源于网络）来理解

请各位读者和各位程序员，在阅读源码的时候，一定要先搞清楚基本概念，和一定一定要知道对应概念的英文，否则在看源码的时候，根本对不上号，使理解难度大大提高。因为源码都是英文写的。

至此AOP的基本使用和概念相信大家都有一定的了解，下面开始从源码入手，去探索整个Spring AOP的实现。

源码分析

上面的例子之所以能完成AOP的代理，只因为Spring的xml配置里面加了这一句

< aop : aspectj-autoproxy / >

加上了这一个配置，使得整个Spring项目拥有了AOP的功能。全局搜索下aspectj-autoproxy这个字段，可以发现，是这个类AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser解析了这个元素。

其中的parse方法调用的是AopNamespaceUtils类中的registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary。这个方法作用是初始化一个AOP专用的Bean，并且注册到Spring容器中。

解析这三个操作，

1. 第一句，注册一个AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator（称它为自动代理器），这个Creator是AOP的操作核心，也是扫描Bean，代理Bean的操作所在。

2. 第二句，解析配置元素，决定代理的模式。其中有JDK动态代理，还有CGLIB代理，这部分后续会再细讲。

3. 第三句，作为系统组件，把Creator这个Bean，放到Spring容器中。让Spring实例化，启动这个Creator。

自动代理器

下面我们来细看AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator是怎么对Bean做AOP的。

AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的父类AbstractAutoProxyCreator，里面实现了BeanPostProceesor接口的postProcessAfterInitialization方法（该方法在一个Bean加载到Spring后会执行）。

关联注释描述可知，当一个bean加载完后，执行了该方法，会生成一个新的代理对象，返回context中加载。

下面重点看其中的wrapIfNecessary方法。讲述了整个AOP的核心流程，是Spring AOP最最最核心的代码所在。

看到红框的两个核心方法，可以知道，先从刚加载的Bean中扫描出所有的advice和advisor，然后用它来创建一个代理对象。

获取Advisor

先看如何扫描出advice和advisor。
一步步Debug getAdvicesAndAdvisorsForBean()，找到BeanFactoryAspectJAdvisorsBuilder中的buildAspectJAdvisors方法。

该方法就是找出Spring容器中存在的AspectBean，然后返回所有AspectBean中的Advisor。

示例中，LogAspect就是AspectBean，然后LogAspect中的before和after方法就是Advisor。
所以最终返回了LogAspect中的Advisor（before和after）。

创建代理

拿到了所有的Advisor后，就进入了创建代理的流程了createProxy()。

这些入参，对比上一篇讲过的动态代理，其实非常相似。

• beanClass，加载到Spring，触发AOP的bean类

• targetSource，目标对象，示例中则是从ctx中取出的testBean

• specificInterceptors，指定Advisor，示例中则是before和after的方法。

下面来具体看下代理的过程

代码可以概括为，创建一个proxyFactory对象，然后把上面的参数都丢到这个这个工厂里，最后从proxyFactory获取一个代理对象。

来看看ProxyFactory的getProxy方法是怎么生成代理对象的。

Debug该方法，可以在DefaultAopProxyFactory中createAopProxy看到

工厂会根据配置与目标对象的类型，选择用JDK动态代理（参考《》）还是CGLIB的代理（CGLIB具体在后续讲）。

代理后的对象放回ctx中，然后当程序执行的时候，会直接调用这个代理类。

至此整个AOP的代理流程就结束了。下面来了解下CGLIG代理与JDK代理的不同

CGLIB与JDK代理区别

CGLIB（Code Generation Library）是一个强大的，高性能，高质量的Code生成类库。它可以在运行期扩展Java类与实现Java接口。Hibernate支持它来实现PO(Persistent Object 持久化对象)字节码的动态生成。

回顾下JDK代理，JDK代理需要一组需要实现的接口，然后通过这些接口获取构造方法，用这个构造方法和InvocationHandler，实例化一个对象出来。所以JDK的方式是基于接口的。

而CGLIB的代理是基于类的，用目标类生成一个子类，子类重写父类的方法，从而达到动态代理的效果。CGLIB的使用和实现等后面有机会再详细介绍。目前暂时只要理解两者不同的使用场景就足够了。

总结

回顾下Spring AOP的流程

1. Spring加载自动代理器AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator，当作一个系统组件。

2. 当一个bean加载到Spring中时，会触发自动代理器中的bean后置处理

3. bean后置处理，会先扫描bean中所有的Advisor

4. 然后用这些Adviosr和其他参数构建ProxyFactory

5. ProxyFactory会根据配置和目标对象的类型寻找代理的方式（JDK动态代理或CGLIG代理）

6. 然后代理出来的对象放回context中，完成Spring AOP代理

相信大家通过阅读本文，对Spring的AOP处理有一定的认识。想更深入地了解，探索每一步，每一行代码的实现，可以下载Demo源码，一步步地调试

Demo：https://github.com/Zack-Ku/spring-aop-demo