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Spring技术内幕——深入解析Spring架构与设计原理(二)AOP

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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:

	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。
	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:
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。


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评论
20 楼 Finishx 2015-04-21  
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[*]
引用
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[/list][/img][/url][/flash]
19 楼 cometzb_xujun 2012-05-23  
whao189 写道
liangsongzhe 写道
whao189 写道
楼主。。。代理 我不是了解 代理 等干什么??用到什么 样的项目中。。

起到什么作用。。。能不能 解释一下啊。。。。

代理?就是别人帮你管理叫代理.
举个例子
你是家里的主人,但是呢.家里有个活儿是开门的活儿..这个活儿呢,你可以招聘一个管家.来做这个开门的活儿.这个管家就是等于代理.
那为什么需要这个管家(代理)呢?
比如没有管家的时候,你做饭的时候有人来了,是你自己去开门,或者洗澡的时候来人了,也是你去开门,或者你大便的时候人来了也需要你自己去开门,但是呢有了管家之后你不需要做这个开门的活儿.让管家来做.你就专心的去做,做饭,洗澡,大便的工作了.

上面的情况跟实际些代码比喻的话就举个例子.
权限检查这个活儿.不需要各个实现业务逻辑的类里写进去
比如100个类里需要有权限检查这个活儿.那你在100个类里调用这个权限检查的方法..
有一天突然需求变了,不需要做权限检查了,那你还费劲去找100个类,删除这个方法.
aop,就是动态的返回这些100个类的代理类(动态代理)处理这种情况..
这些返回的动态代理类就是帮你做权限检查的活儿,只要你配置好了之后,不用你亲自去调用权限检查的方法..代理类就帮你做.
你网上,或者找个讲座视频,写一个例子.然后debuging看看.返回的类是ProxyClass..

多谢 楼上的讲解。。。。小弟 明白了。。。。



太生动了 ,,,安心去大便吧
18 楼 whao189 2010-09-25  
liangsongzhe 写道
whao189 写道
楼主。。。代理 我不是了解 代理 等干什么??用到什么 样的项目中。。

起到什么作用。。。能不能 解释一下啊。。。。

代理?就是别人帮你管理叫代理.
举个例子
你是家里的主人,但是呢.家里有个活儿是开门的活儿..这个活儿呢,你可以招聘一个管家.来做这个开门的活儿.这个管家就是等于代理.
那为什么需要这个管家(代理)呢?
比如没有管家的时候,你做饭的时候有人来了,是你自己去开门,或者洗澡的时候来人了,也是你去开门,或者你大便的时候人来了也需要你自己去开门,但是呢有了管家之后你不需要做这个开门的活儿.让管家来做.你就专心的去做,做饭,洗澡,大便的工作了.

上面的情况跟实际些代码比喻的话就举个例子.
权限检查这个活儿.不需要各个实现业务逻辑的类里写进去
比如100个类里需要有权限检查这个活儿.那你在100个类里调用这个权限检查的方法..
有一天突然需求变了,不需要做权限检查了,那你还费劲去找100个类,删除这个方法.
aop,就是动态的返回这些100个类的代理类(动态代理)处理这种情况..
这些返回的动态代理类就是帮你做权限检查的活儿,只要你配置好了之后,不用你亲自去调用权限检查的方法..代理类就帮你做.
你网上,或者找个讲座视频,写一个例子.然后debuging看看.返回的类是ProxyClass..

多谢 楼上的讲解。。。。小弟 明白了。。。。


17 楼 liangsongzhe 2010-09-16  
whao189 写道
楼主。。。代理 我不是了解 代理 等干什么??用到什么 样的项目中。。

起到什么作用。。。能不能 解释一下啊。。。。

代理?就是别人帮你管理叫代理.
举个例子
你是家里的主人,但是呢.家里有个活儿是开门的活儿..这个活儿呢,你可以招聘一个管家.来做这个开门的活儿.这个管家就是等于代理.
那为什么需要这个管家(代理)呢?
比如没有管家的时候,你做饭的时候有人来了,是你自己去开门,或者洗澡的时候来人了,也是你去开门,或者你大便的时候人来了也需要你自己去开门,但是呢有了管家之后你不需要做这个开门的活儿.让管家来做.你就专心的去做,做饭,洗澡,大便的工作了.

上面的情况跟实际些代码比喻的话就举个例子.
权限检查这个活儿.不需要各个实现业务逻辑的类里写进去
比如100个类里需要有权限检查这个活儿.那你在100个类里调用这个权限检查的方法..
有一天突然需求变了,不需要做权限检查了,那你还费劲去找100个类,删除这个方法.
aop,就是动态的返回这些100个类的代理类(动态代理)处理这种情况..
这些返回的动态代理类就是帮你做权限检查的活儿,只要你配置好了之后,不用你亲自去调用权限检查的方法..代理类就帮你做.
你网上,或者找个讲座视频,写一个例子.然后debuging看看.返回的类是ProxyClass..
16 楼 whao189 2010-09-13  
楼主。。。代理 我不是了解 代理 等干什么??用到什么 样的项目中。。

起到什么作用。。。能不能 解释一下啊。。。。
15 楼 xiexifeng113 2010-08-23  
可惜没有xml文件的配置信息!
14 楼 Java_Dyf 2010-08-05  
希望推荐基本好书...谢谢!
13 楼 ldlsamuel 2009-12-02  
jenlp520 写道
taupo 写道
jiwenke 写道
taupo 写道
一直对CGLIB生成代理对象搞不太清楚,我知道它底层是用ASM字节码增强,但是具体是怎么实现的呢?有例子吗?楼主辛苦了

你是指怎样使用CGLIB还是指CGLIB的实现原理呢?如果是CGLIB的实现原理的话,那就要看CGLIB的源码了。



原理!我以前看过一篇介绍ASM的文章,说是能改变字节码,但是我没有试验成功,哎,太笨 了。。。


就是没有理解改变字节码,按照那个文章的说法,改变的是物理文件,也就是.class文件,但是问题在于,如果一个类已经加载了,就算改变了字节码也没有用啊。。。。


生成他的子类


这个比较言简意赅。主要是生成了一个代理类
12 楼 jenlp520 2009-11-24  
taupo 写道
jiwenke 写道
taupo 写道
一直对CGLIB生成代理对象搞不太清楚,我知道它底层是用ASM字节码增强,但是具体是怎么实现的呢?有例子吗?楼主辛苦了

你是指怎样使用CGLIB还是指CGLIB的实现原理呢?如果是CGLIB的实现原理的话,那就要看CGLIB的源码了。



原理!我以前看过一篇介绍ASM的文章,说是能改变字节码,但是我没有试验成功,哎,太笨 了。。。


就是没有理解改变字节码,按照那个文章的说法,改变的是物理文件,也就是.class文件,但是问题在于,如果一个类已经加载了,就算改变了字节码也没有用啊。。。。


生成他的子类
11 楼 jiwenke 2009-11-20  
taupo 写道

原理!我以前看过一篇介绍ASM的文章,说是能改变字节码,但是我没有试验成功,哎,太笨 了。。。

就是没有理解改变字节码,按照那个文章的说法,改变的是物理文件,也就是.class文件,但是问题在于,如果一个类已经加载了,就算改变了字节码也没有用啊。。。。

个人看法,没有直接的去了解源码实现,供参考。
改变了.class文件以后,是不是可以再重新把.class加载到JVM中,替换掉原理的加载类?代码也是数据,这些数据在JVM还是在JVM内,应该都是有办法modify然后让这些增强起作用的吧。
10 楼 taupo 2009-11-18  
jiwenke 写道
taupo 写道
一直对CGLIB生成代理对象搞不太清楚,我知道它底层是用ASM字节码增强,但是具体是怎么实现的呢?有例子吗?楼主辛苦了

你是指怎样使用CGLIB还是指CGLIB的实现原理呢?如果是CGLIB的实现原理的话,那就要看CGLIB的源码了。



原理!我以前看过一篇介绍ASM的文章,说是能改变字节码,但是我没有试验成功,哎,太笨 了。。。


就是没有理解改变字节码,按照那个文章的说法,改变的是物理文件,也就是.class文件,但是问题在于,如果一个类已经加载了,就算改变了字节码也没有用啊。。。。
9 楼 jiwenke 2009-11-18  
taupo 写道
一直对CGLIB生成代理对象搞不太清楚,我知道它底层是用ASM字节码增强,但是具体是怎么实现的呢?有例子吗?楼主辛苦了

你是指怎样使用CGLIB还是指CGLIB的实现原理呢?如果是CGLIB的实现原理的话,那就要看CGLIB的源码了。
8 楼 taupo 2009-11-18  
一直对CGLIB生成代理对象搞不太清楚,我知道它底层是用ASM字节码增强,但是具体是怎么实现的呢?有例子吗?楼主辛苦了
7 楼 ahuango 2009-11-18  
看了一下没看懂,希望楼主能够用一些图来说明问题,可能效果更好。
6 楼 fangfumin 2009-10-30  
楼主的文章让我受益匪浅,希望楼主能继续发表文章。。。
5 楼 sky3380 2009-10-30  
楼主的文章让我受益匪浅,希望楼主能继续发表文章。。。
4 楼 zzhonghe 2009-10-29  
写的很好,拜读了
3 楼 liushihua71632 2009-10-22  
正在学习,多谢LZ
2 楼 iceriverho 2009-10-21  
呵呵,学习了,多谢LZ
1 楼 whaosoft 2009-10-21  
看过lz以前的文章,挺不错的,期待写出更好的文章

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