Spring AOP源码解析——专治你不会看源码的坏毛病!

2019年5月12日14:17:13 发表评论

昨天有个大牛说我啰嗦,眼光比较细碎,看不到重点。太他爷爷的有道理了!要说看人品,还是女孩子强一些。

原来记得看到一个男孩子的抱怨,说怎么两人刚刚开始在一起,女孩子在心里就已经和他过完了一辈子。哥哥们,不想这么远行吗?看看何洁,看看带着俩娃跳楼的妈妈。

所以现在的女孩子是很明白的,有些男孩子个子不高,其貌不扬,但是一看那人品气质就知道能找个不错的女盆友。不过要说看人的技术能力,男孩子确实更胜一筹,咱得努力了。

总结一下要形成的习惯:

  1. 有空时隔一段时间要做几道算法题,C语言和JAVA都可以,主要是训练思维。
  2. 定期阅读spring的源码。因为spring是框架,重设计,能够培养大局观
  3. 阅读底层的书籍,如linux方面,虚拟机方面,这是内功。越高级的语言只是招式。
  4. 不要忘记做了一半的东西,如搜索引擎方面,redis方面,可以过一段时间再做,因为到时候自己的境界有提升,深入程度也会有所增加。

下面是今天的正题。我也很菜,看源码也很费力,所以都会从最容易的入手。先了解其原理,再去看源码。

看源码看熟了,以后再遇到问题,就可以通过源码去了解原理了。

spring的AOP,原理懂了,代码相当简单。这也是为什么我记得我还是个菜鸟的时候,面试人家经常问我这个。

先有个大局观,画张整体的spring结构图。以下是备受吐槽的手绘时间:

Spring AOP源码解析——专治你不会看源码的坏毛病!

如果你觉得我左手字写的实在是不能再难看了的话,我有空可以展示一下右手字

天生做不好的两件事:写不好字,梳不整齐头发。自我感觉最近梳头技术有所改观。

AOP面向切面编程是面向对象的补充。它利用一种横切技术,将一些公共行为封装成叫做“方面”的可重用模块,解耦,增加可维护性。

AOP将系统分为核心关注点和横切关注点两部分。核心关注点就是主业务流程,横切关注点就是上面提到的“方面”。

那么看AOP的源码就是要看横切关注点是怎样和核心关注点整合来发挥作用的。

主业务流程归根到底是一个java方法,而且是对象的方法。在AOP中被称为被通知或被代理对象POJO。

AOP的作用就是将核心关注点和横切关注点组合起来,术语叫做“增强”。最后实际用的是增强后的代理对象。

对核心关注点进行增强就涉及到在哪些地方增强的问题。如方法调用或者异常抛出时做增强这些时机叫做连接点Joinpoint。一个通知将被引发的连接点集合叫做切入点,理解时就可以想正则表达式,通配符来指定多个,而不是单单一个连接点。

在连接点都做了哪些增强呢?增强的内容AOP术语叫“通知”Advice。

Spring里定义了四种Advice:BeforeAdvice,AfterAdvice,ThrowAdvice,DynamicIntroducationAdvice。

许多AOP框架包括spring都是以拦截器作为通知模型。维护一个围绕连接点的拦截器链。其中DynamicIntroducationAdvice是可以引入方法或者字段到核心关注点。

这里有个Introduction,AOP术语叫引入。将增强后的AOP代理组装到系统叫做织入。

上面就是AOP的核心概念了。总结一下:

Spring AOP源码解析——专治你不会看源码的坏毛病!

AOP要做的事情就是:生成代理对象,然后织入。

生成代理对象是经常会被问到的一个问题:Spring提供了两种方式来生成代理对象,JDKProxy和Cglib。

具体使用哪种方式由AopProxyFactory根据AdvisedSupport对象的配置来决定。

默认的策略是如果目标类是接口,则使用JDK动态代理技术,否则使用Cglib来生成代理。

Cglib是基于字节码技术的,使用的是ASM。asm是一个java字节码操纵框架,它能被用来动态生成类或者增强既有类的功能。

ASM可以直接产生二进制class文件,也可以在类被加载入JVM之前动态改变类行为。

下面重点来看看JDK动态代理技术。这是我还是个很菜很菜的菜鸟时为数不多能看懂的源码。因为之前看过Java设计模式,写过类似的例子,所以会比较顺畅。今天先讲这一部分。

下面是调用测试类:

package dynamic.proxy; 
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
/**
 * 实现自己的InvocationHandler
 * @author zyb
 * @since 2012-8-9
 *
 */
public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
 // 目标对象 
 private Object target;
 /**
 * 构造方法
 * @param target 目标对象 
 */
 public MyInvocationHandler(Object target) {
 super();
 this.target = target;
 }
 /**
 * 执行目标对象的方法
 */
 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
 // 在目标对象的方法执行之前简单的打印一下
 System.out.println("------------------before------------------");
 // 执行目标对象的方法
 Object result = method.invoke(target, args);
 // 在目标对象的方法执行之后简单的打印一下
 System.out.println("-------------------after------------------");
 return result;
 }
 /**
 * 获取目标对象的代理对象
 * @return 代理对象
 */
 public Object getProxy() {
 return Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(), 
 target.getClass().getInterfaces(), this);
 }
}
package dynamic.proxy;
/**
 * 目标对象实现的接口,用JDK来生成代理对象一定要实现一个接口
 * @author zyb
 * @since 2012-8-9
 *
 */
public interface UserService {
 /**
 * 目标方法 
 */
 public abstract void add();
}
package dynamic.proxy; 
/**
 * 目标对象
 * @author zyb
 * @since 2012-8-9
 *
 */
public class UserServiceImpl implements UserService {
 /* (non-Javadoc)
 * @see dynamic.proxy.UserService#add()
 */
 public void add() {
 System.out.println("--------------------add---------------");
 }
}
package dynamic.proxy; 
import org.junit.Test;
/**
 * 动态代理测试类
 * @author zyb
 * @since 2012-8-9
 *
 */
public class ProxyTest {
 @Test
 public void testProxy() throws Throwable {
 // 实例化目标对象
 UserService userService = new UserServiceImpl();
 // 实例化InvocationHandler
 MyInvocationHandler invocationHandler = new MyInvocationHandler(userService);
 // 根据目标对象生成代理对象
 UserService proxy = (UserService) invocationHandler.getProxy();
 // 调用代理对象的方法
 proxy.add();
 }
}

执行结果如下:

------------------before---------------

--------------------add---------------

-------------------after-----------------

很简单,核心就是 invocationHandler.getProxy();这个方法调用的Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(),target.getClass().getInterfaces(), this); 怎么生成对象的。

/**
 * Returns an instance of a proxy class for the specified interfaces
 * that dispatches method invocations to the specified invocation
 * handler.
 *
 * 
{@code Proxy.newProxyInstance} throws
 * {@code IllegalArgumentException} for the same reasons that
 * {@code Proxy.getProxyClass} does.
 *
 * @param loader the class loader to define the proxy class
 * @param interfaces the list of interfaces for the proxy class
 * to implement
 * @param h the invocation handler to dispatch method invocations to
 * @return a proxy instance with the specified invocation handler of a
 * proxy class that is defined by the specified class loader
 * and that implements the specified interfaces
 * @throws IllegalArgumentException if any of the restrictions on the
 * parameters that may be passed to {@code getProxyClass}
 * are violated
 * @throws SecurityException if a security manager, s, is present
 * and any of the following conditions is met:
 * 
 * 
 the given {@code loader} is {@code null} and
 * the caller's class loader is not {@code null} and the
 * invocation of {@link SecurityManager#checkPermission
 * s.checkPermission} with
 * {@code RuntimePermission("getClassLoader")} permission
 * denies access;
 * 
 for each proxy interface, {@code intf},
 * the caller's class loader is not the same as or an
 * ancestor of the class loader for {@code intf} and
 * invocation of {@link SecurityManager#checkPackageAccess
 * s.checkPackageAccess()} denies access to {@code intf};
 * 
 any of the given proxy interfaces is non-public and the
 * caller class is not in the same {@linkplain Package runtime package}
 * as the non-public interface and the invocation of
 * {@link SecurityManager#checkPermission s.checkPermission} with
 * {@code ReflectPermission("newProxyInPackage.{package name}")}
 * permission denies access.
 * 
 * @throws NullPointerException if the {@code interfaces} array
 * argument or any of its elements are {@code null}, or
 * if the invocation handler, {@code h}, is
 * {@code null}
 */
 @CallerSensitive
 public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
 Class[] interfaces,
 InvocationHandler h)
 throws IllegalArgumentException
 {
 Objects.requireNonNull(h);
 final Class[] intfs = interfaces.clone();
 final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
 if (sm != null) {
 checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
 }
 /*
 * Look up or generate the designated proxy class.
 */
 Class cl = getProxyClass0(loader, intfs);
 /*
 * Invoke its constructor with the designated invocation handler.
 */
 try {
 if (sm != null) {
 checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);
 }
 final Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);
 final InvocationHandler ih = h;
 if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {
 AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {
 public Void run() {
 cons.setAccessible(true);
 return null;
 }
 });
 }
 return cons.newInstance(new Object[]{h});
 } catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) {
 throw new InternalError(e.toString(), e);
 } catch (InvocationTargetException e) {
 Throwable t = e.getCause();
 if (t instanceof RuntimeException) {
 throw (RuntimeException) t;
 } else {
 throw new InternalError(t.toString(), t);
 }
 } catch (NoSuchMethodException e) {
 throw new InternalError(e.toString(), e);
 }
 }

这个代码是JDK1.8中的,里面用到了1.8的一些语法,如果不太了解,建议先看看这本书。

代码看着不少,实际上都在进行一些安全校验,包装之类的,真正有用的就两句:

Class cl = getProxyClass0(loader, intfs);这句话查找或者生成代理类。跟进去:

/**
 * Generate a proxy class. Must call the checkProxyAccess method
 * to perform permission checks before calling this.
 */
 private static Class getProxyClass0(ClassLoader loader,
 Class... interfaces) {
 if (interfaces.length > 65535) {
 throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
 }
 // If the proxy class defined by the given loader implementing
 // the given interfaces exists, this will simply return the cached copy;
 // otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory
 return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
 }

对,就是从缓存里把接口拿将出来。然后用return cons.newInstance(new Object[]{h}) 这一句将接口用invocationHandler进行包装。

具体源码可以跟进去看,不详述。想必看到这里,JDK动态代理的原理都已经很明白了。

这里要说一点理论性的东西:

  • AOP解决的问题往往可以用代理模式来解决。Java开发中常说动态代理和静态代理,而AOP就是动态代理,因为代理的类是在运行时才生成的。
  • 而一般说的代理模式写成的代码是编译期就已经生成的,叫静态代理。

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