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：

Java代码

   1. private synchronized Object getSingletonInstance() { 
   2.     if (this.singletonInstance == null) { 
   3.         this.targetSource = freshTargetSource(); 
   4.         if (this.autodetectInterfaces && getProxiedInterfaces().length == 0 && !isProxyTargetClass()) { 
   5.             // Rely on AOP infrastructure to tell us what interfaces to proxy. 
   6.             Class targetClass = getTargetClass(); 
   7.             if (targetClass == null) { 
   8.                 throw new FactoryBeanNotInitializedException("Cannot determine target class for proxy"); 
   9.             } 
  10.  // 这里设置代理对象的接口     setInterfaces(ClassUtils.getAllInterfacesForClass(targetClass, this.proxyClassLoader)); 
  11.         } 
  12.         // Initialize the shared singleton instance. 
  13.         super.setFrozen(this.freezeProxy); 
  14.         // 注意这里的方法会使用ProxyFactory来生成我们需要的Proxy 
  15.         this.singletonInstance = getProxy(createAopProxy()); 
  16.     } 
  17.     return this.singletonInstance; 
  18. } 
  19. //使用createAopProxy返回的AopProxy来得到代理对象 
  20. protected Object getProxy(AopProxy aopProxy) { 
  21.     return aopProxy.getProxy(this.proxyClassLoader); 
  22. } 

private synchronized 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) {
throw new 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());
}
return this.singletonInstance;
}
//使用createAopProxy返回的AopProxy来得到代理对象
protected Object getProxy(AopProxy aopProxy) {
return aopProxy.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。
Java代码

   1. public Object proceed() throws Throwable { 
   2.     //  We start with an index of -1 and increment early. 
   3.     //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。 
   4.     if (this.currentInterceptorIndex == this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.size() - 1) { 
   5.         return invokeJoinpoint(); 
   6.     } 
   7.     //这里沿着定义好的 interceptorOrInterceptionAdvice链进行处理。 
   8.     Object interceptorOrInterceptionAdvice = 
   9.         this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.get(++this.currentInterceptorIndex); 
  10.     if (interceptorOrInterceptionAdvice instanceof InterceptorAndDynamicMethodMatcher) { 
  11.         // Evaluate dynamic method matcher here: static part will already have 
  12.         // been evaluated and found to match. 
  13.         //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。 
  14.         InterceptorAndDynamicMethodMatcher dm = 
  15.             (InterceptorAndDynamicMethodMatcher) interceptorOrInterceptionAdvice; 
  16.         if (dm.methodMatcher.matches(this.method, this.targetClass, this.arguments)) { 
  17.             return dm.interceptor.invoke(this); 
  18.         } 
  19.         else { 
  20.             // Dynamic matching failed. 
  21.             // Skip this interceptor and invoke the next in the chain. 
  22.             // //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。 
  23.             return proceed(); 
  24.         } 
  25.     } 
  26.     else { 
  27.         // It's an interceptor, so we just invoke it: The pointcut will have 
  28.         // been evaluated statically before this object was constructed. 
  29.         //如果是一个interceptor，直接调用这个interceptor对应的方法 
  30.         return((MethodInterceptor) interceptorOrInterceptionAdvice).invoke(this); 
  31.     } 
  32. } 

public Object 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) {
return invokeJoinpoint();
}
//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)) {
return dm.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。
return proceed();
}
}
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：
Java代码

   1. public class MethodBeforeAdviceInterceptor implements MethodInterceptor, Serializable { 
   2.  
   3.     private MethodBeforeAdvice advice; 
   4.  
   5.  
   6.     /**
   7.      * Create a new MethodBeforeAdviceInterceptor for the given advice.
   8.      * @param advice the MethodBeforeAdvice to wrap
   9.      */ 
  10.     public MethodBeforeAdviceInterceptor(MethodBeforeAdvice advice) { 
  11.         Assert.notNull(advice, "Advice must not be null"); 
  12.         this.advice = advice; 
  13.     } 
  14.     //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。 
  15.     public Object invoke(MethodInvocation mi) throws Throwable { 
  16.         this.advice.before(mi.getMethod(), mi.getArguments(), mi.getThis() ); 
  17.         return mi.proceed(); 
  18.     } 
  19. } 

public class MethodBeforeAdviceInterceptor implements MethodInterceptor, Serializable {

private MethodBeforeAdvice advice;


/**
* Create a new MethodBeforeAdviceInterceptor for the given advice.
* @param advice the MethodBeforeAdvice to wrap
*/
public MethodBeforeAdviceInterceptor(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。
public Object invoke(MethodInvocation mi) throws Throwable {
this.advice.before(mi.getMethod(), mi.getArguments(), mi.getThis() );
return mi.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。