深入解析Spring架构与设计原理-AOP

关于AOP的个人理解

AOP联盟定义的AOP体系结构把与AOP相关的概念大致分为了由高到低、从使用到实现的三个层次。关于这个体系结构，个人的理解是这样的，从上往下，最高层是语言和开发环境，在这个环境中可以看到几个重要的概念：base可以视为待增强对象，或者说目标对象；aspect指切面，通常包含对于base的增强应用；configuration可以看成是一种编织或者说配置，通过在AOP体系中提供这个configuration配置环境，可以把base和aspect结合起来，从而完成切面对目标对象的编织实现。

对Spring平台或者说生态系统来说，AOP是Spring框架的核心功能模块之一。AOP与IOC容器的结合使用, 为应用开发或者Spring自身功能的扩展都提供了许多便利。Spring AOP的实现和其他特性的实现一样，非常丰富，除了可以使用Spring本身提供的AOP实现之外，还封装了业界优秀的AOP解决方案AspectJ来让应用使用。在这里，主要对Spring自身的AOP实现原理做一些解析；在这个AOP实现中，Spring充分利用了IOC容器Proxy代理对象以及AOP拦截器的功能特性，通过这些对AOP基本功能的封装机制，为用户提供了AOP的实现框架。所以，要了解这些AOP的基本实现，需要我们对Java 的Proxy机制有一些基本了解。

AOP实现的基本线索

AOP实现中，可以看到三个主要的步骤，一个是代理对象的生成，然后是拦截器的作用，然后是Aspect编织的实现。AOP框架的丰富，很大程度体现在这三个具体实现中，所具有的丰富的技术选择，以及如何实现与IOC容器的无缝结合。毕竟这也是一个非常核心的模块，需要满足不同的应用需求带来的解决方案需求。

在Spring AOP的实现原理中，我们主要举ProxyFactoryBean的实现作为例子和实现的基本线索进行分析；很大一个原因，是因为ProxyFactoryBean是在Spring IoC环境中，创建AOP应用的最底层方法，从中，可以看到一条实现AOP的基本线索。在ProxyFactoryBean中，它的AOP实现需要依赖JDK或者CGLIB提供的Proxy特性。从FactoryBean中获取对象，是从getObject()方法作为入口完成的。然后为proxy代理对象配置advisor链，这个配置是在initializeAdvisorChain方法中完成的；然后就为生成AOP代理对象做好了准备，生成代理对象如下所示：

privatesynchronized Object getSingletonInstance() {if(this.singletonInstance ==null) {this.targetSource = freshTargetSource();if(this.autodetectInterfaces && getProxiedInterfaces().length ==0&& !isProxyTargetClass()) {// Rely on AOP infrastructure to tell us what interfaces to proxy.  Class targetClass = getTargetClass();if(targetClass ==null) {thrownew FactoryBeanNotInitializedException("Cannot determine target class for proxy");            }// 这里设置代理对象的接口    // setInterfaces(ClassUtils.getAllInterfacesForClass(targetClass, this.proxyClassLoader));  }// Initialize the shared singleton instance.  super.setFrozen(this.freezeProxy);// 注意这里的方法会使用ProxyFactory来生成我们需要的Proxy  this.singletonInstance = getProxy(createAopProxy());    }returnthis.singletonInstance;}//使用createAopProxy返回的AopProxy来得到代理对象  protectedObject getProxy(AopProxy aopProxy) {returnaopProxy.getProxy(this.proxyClassLoader);}

上面我们看到了在Spring中通过ProxyFactoryBean实现AOP功能的第一步，得到AopProxy代理对象的基本过程，下面我们看看AopProxy代理对象的拦截机制是怎样发挥作用，是怎样实现AOP功能的。我们知道，对代理对象的生成，有CGLIB和JDK两种生成方式，在CGLIB中，对拦截器设计是通过在Cglib2AopProxy的AopProxy代理对象生成的时候，在回调DynamicAdvisedInterceptor对象中实现的，这个回调的实现在intercept方法中完成。对于AOP是怎样完成对目标对象的增强的，这些实现是封装在AOP拦截器链中，由一个个具体的拦截器来完成的。具体拦截器的运行是在以下的代码实现中完成的，这些调用在ReflectiveMethodInvocation中。

publicObject proceed() throws Throwable {//  We start with an index of -1 and increment early.  //如果拦截器链中的拦截器迭代调用完毕，这里开始调用target的函数，这个函数是通过反射机制完成的,具体实现在：AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection方法里面。  if(this.currentInterceptorIndex ==this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.size() -1) {returninvokeJoinpoint();    }//这里沿着定义好的 interceptorOrInterceptionAdvice链进行处理。  Object interceptorOrInterceptionAdvice =this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.get(++this.currentInterceptorIndex);if(interceptorOrInterceptionAdvice instanceof InterceptorAndDynamicMethodMatcher) {// Evaluate dynamic method matcher here: static part will already have  // been evaluated and found to match.  //这里对拦截器进行动态匹配的的判断，还记得我们前面分析的pointcut吗？这里是触发进行匹配的地方，如果和定义的pointcut匹配，那么这个advice将会得到执行。  InterceptorAndDynamicMethodMatcher dm =                (InterceptorAndDynamicMethodMatcher) interceptorOrInterceptionAdvice;if(dm.methodMatcher.matches(this.method,this.targetClass,this.arguments)) {returndm.interceptor.invoke(this);        }else{// Dynamic matching failed.  // Skip this interceptor and invoke the next in the chain.  // //如果不匹配，那么这个proceed会被递归调用，直到所有的拦截器都被运行过为止。  returnproceed();        }    }else{// It's an interceptor, so we just invoke it: The pointcut will have  // been evaluated statically before this object was constructed.  //如果是一个interceptor，直接调用这个interceptor对应的方法  return((MethodInterceptor) interceptorOrInterceptionAdvice).invoke(this);    }}

在调用拦截器的时候，我们接下去就可以看到对advice的通知的调用。而经过一系列的注册，适配的过程以后，拦截器在拦截的时候，会调用到预置好的一个通知适配器，设置通知拦截器，这是一系列Spring设计好为通知服务的类的一个，是最终完成通知拦截和实现的地方，非常的关键。比如，对MethodBeforeAdviceInterceptor的实现是这样的：

publicclassMethodBeforeAdviceInterceptorimplementsMethodInterceptor,Serializable{privateMethodBeforeAdvice advice;/**    * Create a new MethodBeforeAdviceInterceptor for the given advice.    *    *@paramadvice the MethodBeforeAdvice to wrap    */publicMethodBeforeAdviceInterceptor(MethodBeforeAdvice advice){        Assert.notNull(advice,"Advice must not be null");this.advice = advice;    }//这个invoke方法是拦截器的回调方法，会在代理对象的方法被调用的时候触发回调。  publicObjectinvoke(MethodInvocation mi)throwsThrowable{this.advice.before(mi.getMethod(), mi.getArguments(), mi.getThis());returnmi.proceed();    }}

在代码中，可以看到，就是这里，会调用advice的before方法！这样就成功的完成了before通知的编织！

因为Spring AOP本身并不打算成为一个一统天下的AOP框架，秉持Spring的一贯设计理念，设想中的Spring设计目标应该是，致力于AOP框架与IOC容器的紧密集成，通过集成AOP技术为JavaEE应用开发中遇到的普遍问题提供解决方案，从而为AOP用户使用AOP技术提供最大的便利，从这个角度上为Java EE的应用开发人员服务。在没有使用第三方AOP解决方案的时候，Spring通过虚拟机的Proxy特性和CGLIB实现了AOP的基本功能，我想，如果有了Spring AOP实现原理的知识背景，再加上我们对源代码实现的认真解读，可以为我们了解其他AOP框架与IOC容器的集成原理，也打下了很好的基础，并真正了解一个AOP框架是在怎样实现的。

这还真是就是我们喜欢开源软件一个原因，有了源代码，软件就没有什么神秘的面纱了！本立而道生，多读源代码吧，或者找一本从源代码出发讲解软件实现的书来看看，就像以前我们学习操作系统，学习TCP/IP那样！一定会有长进的。

在这里顺便给大家推荐一个架构交流群：855355016，里面会分享一些资深架构师录制的视频录像：有Spring，MyBatis，Netty源码分析，高并发、高性能、分布式、微服务架构的原理，JVM性能优化这些成为架构师必备的知识体系。