写在前面的话
相关背景及资源：
曹工说Spring Boot源码（1）-- Bean Definition到底是什么，附spring思维导图分享
曹工说Spring Boot源码（2）-- Bean Definition到底是什么，咱们对着接口，逐个方法讲解
曹工说Spring Boot源码（3）-- 手动注册Bean Definition不比游戏好玩吗，我们来试一下
曹工说Spring Boot源码（4）-- 我是怎么自定义ApplicationContext，从json文件读取bean definition的？
曹工说Spring Boot源码（5）-- 怎么从properties文件读取bean
曹工说Spring Boot源码（6）-- Spring怎么从xml文件里解析bean的
曹工说Spring Boot源码（7）-- Spring解析xml文件，到底从中得到了什么（上）
曹工说Spring Boot源码（8）-- Spring解析xml文件，到底从中得到了什么（util命名空间）
曹工说Spring Boot源码（9）-- Spring解析xml文件，到底从中得到了什么（context命名空间上）
曹工说Spring Boot源码（10）-- Spring解析xml文件，到底从中得到了什么（context:annotation-config 解析）
曹工说Spring Boot源码（11）-- context:component-scan，你真的会用吗（这次来说说它的奇技淫巧）
曹工说Spring Boot源码（12）-- Spring解析xml文件，到底从中得到了什么（context:component-scan完整解析)
曹工说Spring Boot源码（13）-- AspectJ的运行时织入（Load-Time-Weaving），基本内容是讲清楚了（附源码）
曹工说Spring Boot源码（14）-- AspectJ的Load-Time-Weaving的两种实现方式细细讲解，以及怎么和Spring Instrumentation集成
曹工说Spring Boot源码（15）-- Spring从xml文件里到底得到了什么（context：load-time-weaver 完整解析）
曹工说Spring Boot源码（16）-- Spring从xml文件里到底得到了什么（aop：config完整解析【上】）
曹工说Spring Boot源码（17）-- Spring从xml文件里到底得到了什么（aop：config完整解析【中】）
工程结构图：
概要
本篇是接着前两篇讲的，为了避免不必要的重复，请大家先看下。
曹工说Spring Boot源码（16）-- Spring从xml文件里到底得到了什么（aop：config完整解析【上】）
曹工说Spring Boot源码（17）-- Spring从xml文件里到底得到了什么（aop：config完整解析【中】）
本篇主要讲解spring如何在bean生成过程中，完成“狸猫换太子”操作的。（利用代理对象，替换ioc容器中的原有bean）。
回顾前文
spring解析的xml如下：
<!--目标对象-->
<bean id="performer" class="foo.Performer"/>
<!--切面-->
<bean id="performAspect" class="foo.PerformAspect"/>
<!--配置切入点-->
<aop:config>
<aop:pointcut id="mypointcut" expression="execution(public * foo.Perform.sing(..))"/>
<aop:aspect id="myAspect" ref="performAspect">
<aop:after method="afterPerform" pointcut-ref="mypointcut"/>
</aop:aspect>
</aop:config>
经前文的理解，总共生成了如下几个bean definition。
| bean definition 中bean class | 备注 |
|---|---|
| PerformAspect | 通知 |
| Performer | 要切的目标 |
| AspectJExpressionPointcut | 切点，即<aop:pointcut />那一行 |
| org.springframework.aop.aspectj.AspectJPointcutAdvisor | advisor，解析<aop:after method="afterPerform" pointcut-ref="mypointcut"/> 这一行得到 |
| AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator | 实现了BeanPostProcessor接口，解析<aop:config>得到 |
spring大致启动流程
-
解析xml、注解，通过各种渠道，得到bean definition；
-
从bean definition集合中，找出bean class实现了BeanFactoryPostProcessor接口的子集，然后通过getBean来获取这部分特殊的bean，然后依次调用其postProcessBeanFactory方法
来对其余的bean definition进行处理；
public interface BeanFactoryPostProcessor { /** * Modify the application context\'s internal bean factory after its standard * initialization. All bean definitions will have been loaded, but no beans * will have been instantiated yet. This allows for overriding or adding * properties even to eager-initializing beans. * @param beanFactory the bean factory used by the application context * @throws org.springframework.beans.BeansException in case of errors */ void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory); } -
从bean definition集合中，找出bean class实现了BeanPostProcessor接口的子集，然后通过getBean来获取这部分特殊的bean，然后保存起来。
-
找出不具有特殊功能的（没实现BeanFactoryPostProcessor，也没实现BeanPostProcessor）bean definition 集合，再过滤出单例bean，且lazy-init属性为false（说明要在spring容器初始化过程中，实例化的bean）的这部分，作为子集；然后依次调用其getBean方法，在这个过程中，会使用第三步获取到的beanPostProcessor来处理这些bean，时机大致包括：实例化前后，初始化前后。
以上就是spring比较粗的流程，当然，很多细节没说，不过核心流程是这样的。
spring aop如何生效
1. 实例化AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator
在前面的spring流程中，第三步，就会去查找实现了BeanPostProcessor的bean definition集合，其中，就会包含AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator 这个bean definition；然后通过getBean方法，将这个bean definition实例化为bean。（这个过程，类似于通过class来创建对象）
这个步骤的具体实现入口在：
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
// Prepare this context for refreshing.
prepareRefresh();
// Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
/**
* 配置beanFactory
*/
prepareBeanFactory(beanFactory);
try {
postProcessBeanFactory(beanFactory);
// Invoke factory processors registered as beans in the context.
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
// 入口在这里！这里面会去 getBean
registerBeanPostProcessors(beanFactory);
// Initialize message source for this context.
initMessageSource();
// Initialize other special beans in specific context subclasses.
onRefresh();
// Check for listener beans and register them.
registerListeners();
/**
* 这里对单例bean、且lazy-init=false进行实例化
*/
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
// Last step: publish corresponding event.
finishRefresh();
}
}
}
具体跟进去后，在如下位置，809行，就通过getBean，获取到了AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator这个bean了：
2.AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator对target bean进行后置处理，生成代理
在“spring大致启动流程”中的第四步，去预先实例化bean时，会进入以下逻辑：
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
...
try {
...
// Check for listener beans and register them.
registerListeners();
/**
* 入口在这里。这里对单例bean、且lazy-init=false进行实例化
*/
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
// Last step: publish corresponding event.
finishRefresh();
}
}
}
然后会进入以下逻辑：
org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory#preInstantiateSingletons
public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
if (this.logger.isInfoEnabled()) {
this.logger.info("Pre-instantiating singletons in " + this);
}
// 其中 this.beanDefinitionNames 保存了所有的bean definition名称
for (String beanName : this.beanDefinitionNames) {
RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
// 实例化那些：非抽象、单例、非lazy-init的bean definition
if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
if (isFactoryBean(beanName)) {
...
if (isEagerInit) {
getBean(beanName);
}
}
else {
getBean(beanName);
}
}
}
}
所以，这里就是对那些：非抽象、单例、非lazy-init的bean definition 进行实例化。
我们这里，大家看下当前容器中包含的全部的bean definition：
我这边的demo，第一个要实例化的bean，就是performer。在getBean()处理performer这个bean的过程中，会经历以下的流程：
其中，AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator 作为beanPostProcessor，在实例化performer这个bean时，有两个时间点参与进来。
哪两个时间点呢，大家再看看，AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator 的类图：
其实它不止实现了BeanPostProcessor接口，它还实现了InstantiationAwareBeanPostProcessor接口。这个多出来的接口，干嘛的？大家看看它的方法就知道了：
public interface InstantiationAwareBeanPostProcessor extends BeanPostProcessor {
// 注意，before Instantiation的意思是，实例化之前调用
Object postProcessBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) throws BeansException;
// 这个，实例化之后调用
boolean postProcessAfterInstantiation(Object bean, String beanName) throws BeansException;
...无关方法
}
所以，InstantiationAwareBeanPostProcessor扩展了两个时间点出来，一个是实例化前，一个是实例化后。
什么叫实例化？把一个对象new出来，通俗来讲，就叫做实例化。
在spring的getBean流程里，实例化肯定是早于初始化的。所以，一个bean，会经历如下顺序（大家直接看前面点的图，更清晰）：
-
InstantiationAwareBeanPostProcessor的postProcessBeforeInstantiation；
-
根据bean definition来实例化，假设bean class为A，bean definition中的constructorArgumentValues参数，如果为空，则使用A的默认构造函数；如果constructorArgumentValues有值，表示：在此之前，需要先获取到相应的构造函数值，才能去反射通过构造器来创建对象
这里面，会涉及到bean的递归调用。
比如，以前一篇和开头提到的，AspectJPointcutAdvisor 这个bean definition来说，其中它的构造函数，就要求一个AbstractAspectJAdvice 对象：
public AspectJPointcutAdvisor(AbstractAspectJAdvice advice) { Assert.notNull(advice, "Advice must not be null"); this.advice = advice; this.pointcut = advice.buildSafePointcut(); }那AbstractAspectJAdvice 这个对象要怎么生成，这个在我们的场景下，是被抽象成一个内部bean的，bean class为AspectJAfterAdvice。AspectJAfterAdvice这个类呢，构造函数又是下面这样的：
public AspectJAfterAdvice( Method aspectJBeforeAdviceMethod, AspectJExpressionPointcut pointcut, AspectInstanceFactory aif) { super(aspectJBeforeAdviceMethod, pointcut, aif); }又依赖了一堆其他的参数，这三个参数，其中2个也是被定义为了
内部bean definition，一个为bean 引用。（具体请参照前一篇）。所以，这个bean的实例化过程就相对繁琐，涉及到bean的递归生成。
-
InstantiationAwareBeanPostProcessor的postProcessAfterInstantiation；
-
属性注入，此时是autowired等发挥作用的地方；
-
BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization
-
BeanPostProcessor#postProcessAfterInitialization
这里面6个步骤，AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator 在其中两个地方，实现了自己的业务逻辑。
2.1 InstantiationAwareBeanPostProcessor的postProcessBeforeInstantiation
具体实现在：
org.springframework.aop.framework.autoproxy.AbstractAutoProxyCreator
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;
}
// 入口在这：shouldSkip
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);
Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(beanClass, beanName, targetSource);
Object proxy = createProxy(beanClass, beanName, specificInterceptors, targetSource);
this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
return proxy;
}
}
return null;
}
以上逻辑中，我们需要进入到shouldSkip方法，重点是下面的findCandidateAdvisors方法:
@Override
protected boolean shouldSkip(Class beanClass, String beanName) {
// TODO: Consider optimization by caching the list of the aspect names
/**
* 这里调用了父类中实现的findCandidateAdvisors，获取候选的advisor bean；这里也是真正根据bean
* definition去生成advisor bean的地方
*/
List<Advisor> candidateAdvisors = **findCandidateAdvisors()**;
for (Advisor advisor : candidateAdvisors) {
/**
* 如果当前要检查的bean，就是advisor里的通知类，则跳过
*/
if (advisor instanceof AspectJPointcutAdvisor) {
if (((AbstractAspectJAdvice) advisor.getAdvice()).getAspectName().equals(beanName)) {
return true;
}
}
}
return super.shouldSkip(beanClass, beanName);
}
下面会找出ioc容器中，实现了Advisor接口的bean definition，并全部实例化。Advisor是什么？
我们前面提到的AspectJPointcutAdvisor，就实现了这个接口。
public List<Advisor> findAdvisorBeans() {
// Determine list of advisor bean names, if not cached already.
String[] advisorNames = null;
synchronized (this) {
advisorNames = this.cachedAdvisorBeanNames;
if (advisorNames == null) {
// 1.从spring容器查找Advisor类型的bean definition
advisorNames = BeanFactoryUtils.beanNamesForTypeIncludingAncestors(
this.beanFactory, Advisor.class, true, false);
this.cachedAdvisorBeanNames = advisorNames;
}
}
if (advisorNames.length == 0) {
return new LinkedList<Advisor>();
}
List<Advisor> advisors = new LinkedList<Advisor>();
for (String name : advisorNames) {
if (isEligibleBean(name) && !this.beanFactory.isCurrentlyInCreation(name)) {
// 遍历那些bean definition，通过getBean，来获取bean
advisors.add(this.beanFactory.getBean(name, Advisor.class));
}
}
return advisors;
}
再啰嗦一句，advisor差不多是aop的核心数据结构，你通过Aspect注解方式，最终也是解析为一个个的Advisor。
一个切点+一个切面方法 基本就等于一个Advisor对象。比如，一个before方法，算一个；在一个after，又算一个。
2.2 BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization
这是第二个时间点，在这里，检查bean要不要被拦截，生成代理。大家可以简单理解，因为每个bean的创建过程，都要被它处理，它呢，就会检查，这个bean，是不是匹配切点，如果匹配，就生成代理。
举个例子，以前看过一个小说，是京官去很偏远的地方上任，路上被人杀了，并被另外一个人拿了印章，到了地方，靠着印章，招摇撞骗，当了地方官。假设切点是：每个过路人；切面：偷天换日。那这个PostProcessor，就是那伙人，拦截每个过路人，并判断是不是那个倒霉的京官，如果是，就杀了并且换个人拿了印章去当地方官。
public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
if (bean != null) {
Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
if (!this.earlyProxyReferences.contains(cacheKey)) {
// 返回生成的代理对象
return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
}
}
return bean;
}
这里的下面这句，bean是原始bean，wrapIfNecessary返回的，就作为最终的bean。如果你不需要切这个bean，那你就返回它本身；如果要代理，你就返回另一个代理对象即可。
return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
我们仔细看这个方法内部：
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;
}
// 获取前面2.1章节里的Advisor对象，并保存到Object[] specificInterceptors 里
Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(bean.getClass(), beanName, null);
if (specificInterceptors != null) {
this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.TRUE);
// 创建代理，注意，Advisor数组，已经被传进去了。
Object proxy = createProxy(bean.getClass(), beanName, specificInterceptors, new SingletonTargetSource(bean));
this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
return proxy;
}
this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
return bean;
}
大家看上面的注释吧，这里获取了ioc容器里的Advisor对象，如果advisor数组不为null，则创建代理，并返回代理。大家看下面的debug图就理解了。
创建代理的过程就简单了，基本就是：有接口就搞个jdk 动态代理，否则就cglib代理。
我做了个小测试，
protected Object wrapIfNecessary(Object bean, String beanName, Object cacheKey) {
if (bean.getClass().getName().equals("foo.Performer")) {
return "hahha";
}
...其他代码省略，主要加了上面那个if
return bean;
}
public final class Main {
public static void main(String[] args) {
ClassPathXmlApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext(
"context-namespace-test-aop.xml");
Perform performer = (Perform) ctx.getBean(Perform.class);
performer.sing();
}
}
然后在倒数第二行，获取Perform类型的bean时，报错了。为啥呢？因为本来foo.Performer实现了Perform接口，但现在，我用一个string作为代理返回去了，所以就没有实现Perform接口的bean存在了
Exception in thread "main" org.springframework.beans.factory.NoSuchBeanDefinitionException: No qualifying bean of type [foo.Perform] is defined
at org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.getBean(DefaultListableBeanFactory.java:296)
at org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext.getBean(AbstractApplicationContext.java:1196)
at foo.Main.main(Main.java:23)
总结
spring aop这个东西，还是不简单，我本来打算这一讲把全部内容说清楚；但现在发现，创建代理这部分，还是得放到下一篇。
至于源码那些，在第16篇里给了地址的，大家可以看看。有啥问题，及时联系我。