Spring AOP的实现

Posted 2021-06-29 红桃xin

Spring AOP的实现

• 1， 前言
• 2，AOP联盟定义
• • 2.1 Advice通知
  • 2.2 Pointcut切点
  • 2.3 Advisor通知器
• 3，建立AopProxy代理对象
• 4，常见问题 -引用

1， 前言

• 好雨知时节，润物细无声 ------杜浦
• Aspect是一种模块化机制，描述分散在对象、类或函数中的横切关注点(crosscutting concern)。分离关注点使解决特定领域问题的代码从业务逻辑【不再有】中独立出来，这样分散在整个应用程序中的变动就可以很好地管理起来-----维基百科

2，AOP联盟定义

从上往下，最高层是语言和开发环境，包含：

• 基础【base】:待增强对象或者说目标对象
• 切面【aspect】： 对于基础的增强应用
• 配置【configuration】: 可以看成一种纺织
  中间层，sping aop实现使用java语言来实现增强对象与切面增强应用，并为这再考的结合提供了配置环境。
  最低层是纺织的具体实现，比如反射、程序预处理、拦截器框架、类装载器框架、无数据 处理等。实现用java proxy代理 类、拦截器等技术，来完成aop纺织的实现。

2.1 Advice通知

定义在连接点做什么，为切面增强提供织入接口。Advice是Aop联盟定义的一个接口，如图。更具体的通知类型如图，BeforeAdvice\\AfterAdvice\\ThrowsAdvice等

比如可以实现统计目标方法调用次数

publice class CountingBeforAdvice implements MethodBeforeAdvice{
//实现before回调接口，这是接口MethodBeforeAdvice的要求
public void before(Method m, Object[] args, Object target) throws Throwable{
	count(m)
}
}

2.2 Pointcut切点

它决定Advice通知应该作用于哪个连接点。Ponitcut定义需要增强的方法的集合，可以按照一定的规则 来完成。

从Pointcut的基本接口定义中可以看到，需要返回一个MethodMatcher。对于Point的匹配判断功能，具体是由MethodMatcher来完成。
如：JdkRegexpMethodPointcut使用match完成正则表达式匹配

	/**
	 * Returns {@code true} if the {@link Pattern} at index {@code patternIndex}
	 * matches the supplied candidate {@code String}.
	 */
	@Override
	protected boolean matches(String pattern, int patternIndex) {
		Matcher matcher = this.compiledPatterns[patternIndex].matcher(pattern);
		return matcher.matches();
	}

2.3 Advisor通知器

通过Advisor 完成对目标方法的切面增强(advice)和关注点的设计(Pointcut)结合起来。可能参考DefaultPointcutAdvisor的实现

/**
 * Convenient Pointcut-driven Advisor implementation.
 *
 * <p>This is the most commonly used Advisor implementation. It can be used
 * with any pointcut and advice type, except for introductions. There is
 * normally no need to subclass this class, or to implement custom Advisors.
 *
 * @author Rod Johnson
 * @author Juergen Hoeller
 * @see #setPointcut
 * @see #setAdvice
 */
@SuppressWarnings("serial")
public class DefaultPointcutAdvisor extends AbstractGenericPointcutAdvisor implements Serializable {
// pointcut默认被设置为Pointcut.TRUE （TruePointcut.INSTANCE）
	private Pointcut pointcut = Pointcut.TRUE;


	/**
	 * Create an empty DefaultPointcutAdvisor.
	 * <p>Advice must be set before use using setter methods.
	 * Pointcut will normally be set also, but defaults to {@code Pointcut.TRUE}.
	 */
	public DefaultPointcutAdvisor() {
	}

	/**
	 * Create a DefaultPointcutAdvisor that matches all methods.
	 * <p>{@code Pointcut.TRUE} will be used as Pointcut.
	 * @param advice the Advice to use
	 */
	public DefaultPointcutAdvisor(Advice advice) {
		this(Pointcut.TRUE, advice);
	}

	/**
	 * Create a DefaultPointcutAdvisor, specifying Pointcut and Advice.
	 * @param pointcut the Pointcut targeting the Advice
	 * @param advice the Advice to run when Pointcut matches
	 */
	public DefaultPointcutAdvisor(Pointcut pointcut, Advice advice) {
		this.pointcut = pointcut;
		setAdvice(advice);
	}


	/**
	 * Specify the pointcut targeting the advice.
	 * <p>Default is {@code Pointcut.TRUE}.
	 * @see #setAdvice
	 */
	public void setPointcut(@Nullable Pointcut pointcut) {
		this.pointcut = (pointcut != null ? pointcut : Pointcut.TRUE);
	}

	@Override
	public Pointcut getPointcut() {
		return this.pointcut;
	}


	@Override
	public String toString() {
		return getClass().getName() + ": pointcut [" + getPointcut() + "]; advice [" + getAdvice() + "]";
	}

}

TruePointcut.INSTANCE 为单件模式，设置私有的构造函数 ，使其不能直接被实例化

/**
 * Canonical Pointcut instance that always matches.
 *
 * @author Rod Johnson
 */
@SuppressWarnings("serial")
final class TruePointcut implements Pointcut, Serializable {
//设置静态的类变更保证该实例是唯一的
	public static final TruePointcut INSTANCE = new TruePointcut();

	/**
	 * Enforce Singleton pattern.
	 */
	private TruePointcut() {
	}

	@Override
	public ClassFilter getClassFilter() {
		return ClassFilter.TRUE;
	}

	@Override
	public MethodMatcher getMethodMatcher() {
		return MethodMatcher.TRUE;
	}

	/**
	 * Required to support serialization. Replaces with canonical
	 * instance on deserialization, protecting Singleton pattern.
	 * Alternative to overriding {@code equals()}.
	 */
	private Object readResolve() {
		return INSTANCE;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Pointcut.TRUE";
	}

}

3，建立AopProxy代理对象

基本实现可参考ProxyFactoryBean 实现为例
还有其它 优秀的AOP解决方案如AspectJ和AspectWerkz

4，常见问题 -引用

什么是AOP
OOP(Object-Oriented Programming)面向对象编程，允许开发者定义纵向的关系，但并适用于定义横向的关系，导致了大量代码的重复，而不利于各个模块的重用。

AOP(Aspect-Oriented Programming)，一般称为面向切面编程，作为面向对象的一种补充，用于将那些与业务无关，但却对多个对象产生影响的公共行为和逻辑，抽取并封装为一个可重用的模块，这个模块被命名为“切面”（Aspect），减少系统中的重复代码，降低了模块间的耦合度，同时提高了系统的可维护性。可用于权限认证、日志、事务处理等。

Spring AOP and AspectJ AOP 有什么区别？AOP 有哪些实现方式？
AOP实现的关键在于 代理模式，AOP代理主要分为静态代理和动态代理。静态代理的代表为AspectJ；动态代理则以Spring AOP为代表。

（1）AspectJ是静态代理的增强，所谓静态代理，就是AOP框架会在编译阶段生成AOP代理类，因此也称为编译时增强，他会在编译阶段将AspectJ(切面)织入到Java字节码中，运行的时候就是增强之后的AOP对象。

（2）Spring AOP使用的动态代理，所谓的动态代理就是说AOP框架不会去修改字节码，而是每次运行时在内存中临时为方法生成一个AOP对象，这个AOP对象包含了目标对象的全部方法，并且在特定的切点做了增强处理，并回调原对象的方法。

JDK动态代理和CGLIB动态代理的区别
Spring AOP中的动态代理主要有两种方式，JDK动态代理和CGLIB动态代理：

JDK动态代理只提供接口的代理，不支持类的代理。核心InvocationHandler接口和Proxy类，InvocationHandler 通过invoke()方法反射来调用目标类中的代码，动态地将横切逻辑和业务编织在一起；接着，Proxy利用 InvocationHandler动态创建一个符合某一接口的的实例, 生成目标类的代理对象。

如果代理类没有实现 InvocationHandler 接口，那么Spring AOP会选择使用CGLIB来动态代理目标类。CGLIB（Code Generation Library），是一个代码生成的类库，可以在运行时动态的生成指定类的一个子类对象，并覆盖其中特定方法并添加增强代码，从而实现AOP。CGLIB是通过继承的方式做的动态代理，因此如果某个类被标记为final，那么它是无法使用CGLIB做动态代理的。

静态代理与动态代理区别在于生成AOP代理对象的时机不同，相对来说AspectJ的静态代理方式具有更好的性能，但是AspectJ需要特定的编译器进行处理，而Spring AOP则无需特定的编译器处理。

InvocationHandler 的 invoke(Object proxy,Method method,Object[] args)：proxy是最终生成的代理实例; method 是被代理目标实例的某个具体方法; args 是被代理目标实例某个方法的具体入参, 在方法反射调用时使用。

如何理解 Spring 中的代理？
将 Advice 应用于目标对象后创建的对象称为代理。在客户端对象的情况下，目标对象和代理对象是相同的。

Advice + Target Object = Proxy

解释一下Spring AOP里面的几个名词
（1）切面（Aspect）：切面是通知和切点的结合。通知和切点共同定义了切面的全部内容。 在Spring AOP中，切面可以使用通用类（基于模式的风格） 或者在普通类中以 @AspectJ 注解来实现。

（2）连接点（Join point）：指方法，在Spring AOP中，一个连接点 总是 代表一个方法的执行。 应用可能有数以千计的时机应用通知。这些时机被称为连接点。连接点是在应用执行过程中能够插入切面的一个点。这个点可以是调用方法时、抛出异常时、甚至修改一个字段时。切面代码可以利用这些点插入到应用的正常流程之中，并添加新的行为。

（3）通知（Advice）：在AOP术语中，切面的工作被称为通知。

（4）切入点（Pointcut）：切点的定义会匹配通知所要织入的一个或多个连接点。我们通常使用明确的类和方法名称，或是利用正则表达式定义所匹配的类和方法名称来指定这些切点。

（5）引入（Introduction）：引入允许我们向现有类添加新方法或属性。

（6）目标对象（Target Object）： 被一个或者多个切面（aspect）所通知（advise）的对象。它通常是一个代理对象。也有人把它叫做 被通知（adviced） 对象。 既然Spring AOP是通过运行时代理实现的，这个对象永远是一个 被代理（proxied） 对象。

（7）织入（Weaving）：织入是把切面应用到目标对象并创建新的代理对象的过程。在目标对象的生命周期里有多少个点可以进行织入：

编译期：切面在目标类编译时被织入。AspectJ的织入编译器是以这种方式织入切面的。
类加载期：切面在目标类加载到JVM时被织入。需要特殊的类加载器，它可以在目标类被引入应用之前增强该目标类的字节码。AspectJ5的加载时织入就支持以这种方式织入切面。
运行期：切面在应用运行的某个时刻被织入。一般情况下，在织入切面时，AOP容器会为目标对象动态地创建一个代理对象。SpringAOP就是以这种方式织入切面。
Spring在运行时通知对象
通过在代理类中包裹切面，Spring在运行期把切面织入到Spring管理的bean中。代理封装了目标类，并拦截被通知方法的调用，再把调用转发给真正的目标bean。当代理拦截到方法调用时，在调用目标bean方法之前，会执行切面逻辑。

直到应用需要被代理的bean时，Spring才创建代理对象。如果使用的是ApplicationContext的话，在ApplicationContext从BeanFactory中加载所有bean的时候，Spring才会创建被代理的对象。因为Spring运行时才创建代理对象，所以我们不需要特殊的编译器来织入SpringAOP的切面。

Spring只支持方法级别的连接点
因为Spring基于动态代理，所以Spring只支持方法连接点。Spring缺少对字段连接点的支持，而且它不支持构造器连接点。方法之外的连接点拦截功能，我们可以利用Aspect来补充。

在Spring AOP 中，关注点和横切关注的区别是什么？在 spring aop 中 concern 和 cross-cutting concern 的不同之处
关注点（concern）是应用中一个模块的行为，一个关注点可能会被定义成一个我们想实现的一个功能。

横切关注点（cross-cutting concern）是一个关注点，此关注点是整个应用都会使用的功能，并影响整个应用，比如日志，安全和数据传输，几乎应用的每个模块都需要的功能。因此这些都属于横切关注点。

Spring通知有哪些类型？
在AOP术语中，切面的工作被称为通知，实际上是程序执行时要通过SpringAOP框架触发的代码段。

Spring切面可以应用5种类型的通知：

前置通知（Before）：在目标方法被调用之前调用通知功能；
后置通知（After）：在目标方法完成之后调用通知，此时不会关心方法的输出是什么；
返回通知（After-returning ）：在目标方法成功执行之后调用通知；
异常通知（After-throwing）：在目标方法抛出异常后调用通知；
环绕通知（Around）：通知包裹了被通知的方法，在被通知的方法调用之前和调用之后执行自定义的行为。
同一个aspect，不同advice的执行顺序：

①没有异常情况下的执行顺序：

around before advice
before advice
target method 执行
around after advice
after advice
afterReturning

②有异常情况下的执行顺序：

around before advice
before advice
target method 执行
around after advice
after advice
afterThrowing:异常发生
java.lang.RuntimeException: 异常发生

什么是切面 Aspect？
aspect 由 pointcount 和 advice 组成，切面是通知和切点的结合。 它既包含了横切逻辑的定义, 也包括了连接点的定义. Spring AOP 就是负责实施切面的框架, 它将切面所定义的横切逻辑编织到切面所指定的连接点中.
AOP 的工作重心在于如何将增强编织目标对象的连接点上, 这里包含两个工作:

如何通过 pointcut 和 advice 定位到特定的 joinpoint 上
如何在 advice 中编写切面代码.
可以简单地认为, 使用 @Aspect 注解的类就是切面.




解释基于XML Schema方式的切面实现
在这种情况下，切面由常规类以及基于XML的配置实现。

解释基于注解的切面实现
在这种情况下(基于@AspectJ的实现)，涉及到的切面声明的风格与带有java5标注的普通java类一致。

有几种不同类型的自动代理？
BeanNameAutoProxyCreator

DefaultAdvisorAutoProxyCreator

Metadata autoproxying
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