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Spring 学习 3- AOP
阅读量:7122 次
发布时间:2019-06-28

本文共 10857 字,大约阅读时间需要 36 分钟。

什么是AOP

 aop就是纵向的编程,业务1和业务2都需要一个共同的操作,与其往每个业务中都添加同样的代码,不如写一遍代码,让两个业务共同使用这段代码。 

 spring中面向切面编程用的是代理模式,它的实现有两种方式,一种是动态代理,

参考:

一种是CGLIB,动态代理必须要提供接口,而CGLIB实现是有继承。 

AOP(Aspect-OrientedProgramming,面向方面编程),可以说是OOP(Object-Oriented Programing,面向对象编程)的补充和完善。OOP引入封装、继承和多态性等概念来建立一种对象层次结构,用以模拟公共行为的一个集合。当我们需要为分散的对象引入公共行为的时候,OOP则显得无能为力。也就是说,OOP允许你定义从上到下的关系,但并不适合定义从左到右的关系。例如日志功能。日志代码往往水平地散布在所有对象层次中,而与它所散布到的对象的核心功能毫无关系。对于其他类型的代码,如安全性、异常处理和透明的持续性也是如此。这种散布在各处的无关的代码被称为横切(cross-cutting)代码,在OOP设计中,它导致了大量代码的重复,而不利于各个模块的重用。 

而AOP技术则恰恰相反,它利用一种称为“横切”的技术,剖解开封装的对象内部,并将那些影响了多个类的公共行为封装到一个可重用模块,并将其名为“Aspect”,即方面。所谓“方面”,简单地说,就是将那些与业务无关,却为业务模块所共同调用的逻辑或责任封装起来,便于减少系统的重复代码,降低模块间的耦合度,并有利于未来的可操作性和可维护性。AOP代表的是一个横向的关系,如果说“对象”是一个空心的圆柱体,其中封装的是对象的属性和行为;那么面向方面编程的方法,就仿佛一把利刃,将这些空心圆柱体剖开,以获得其内部的消息。而剖开的切面,也就是所谓的“方面”了。然后它又以巧夺天功的妙手将这些剖开的切面复原,不留痕迹。 

使用“横切”技术,AOP把软件系统分为两个部分:核心关注点和横切关注点。业务处理的主要流程是核心关注点,与之关系不大的部分是横切关注点。横切关注点的一个特点是,他们经常发生在核心关注点的多处,而各处都基本相似。比如权限认证、日志、事务处理。Aop 的作用在于分离系统中的各种关注点,将核心关注点和横切关注点分离开来。正如Avanade公司的高级方案构架师Adam Magee所说,AOP的核心思想就是“将应用程序中的商业逻辑同对其提供支持的通用服务进行分离。” 

实现AOP的技术,主要分为两大类:一是采用动态代理技术,利用截取消息的方式,对该消息进行装饰,以取代原有对象行为的执行;

二是采用静态植入的方式,引入特定的语法创建“方面”,从而使得编译器可以在编译期间织入有关“方面”的代码。 

AOP使用场景

AOP用来封装横切关注点,具体可以在下面的场景中使用: 

Authentication 权限Caching 缓存Context passing 内容传递Error handling 错误处理Lazy loading 懒加载Debugging  调试logging, tracing, profiling and monitoring 记录跟踪 优化 校准Performance optimization 性能优化Persistence  持久化Resource pooling 资源池Synchronization 同步Transactions 事务

AOP相关概念

方面(Aspect):一个关注点的模块化,这个关注点实现可能另外横切多个对象。事务管理是J2EE应用中一个很好的横切关注点例子。方面用的 Advisor或拦截器实现。 

连接点(Joinpoint): 程序执行过程中明确的点,如方法的调用或特定的异常被抛出。 

通知(Advice): 在特定的连接点,AOP框架执行的动作。各种类型的通知包括“around”、“before”和“throws”通知。通知类型将在下面讨论。许多AOP框架包括Spring都是以拦截器做通知模型,维护一个“围绕”连接点的拦截器链。Spring中定义了四个advice: BeforeAdvice, AfterAdvice, ThrowAdvice和DynamicIntroductionAdvice 

切入点(Pointcut): 指定一个通知将被引发的一系列连接点的集合。AOP框架必须允许开发者指定切入点:例如,使用正则表达式。 Spring定义了Pointcut接口,用来组合MethodMatcher和ClassFilter,可以通过名字很清楚的理解, MethodMatcher是用来检查目标类的方法是否可以被应用此通知,而ClassFilter是用来检查Pointcut是否应该应用到目标类上 

引入(Introduction): 添加方法或字段到被通知的类。 Spring允许引入新的接口到任何被通知的对象。例如,你可以使用一个引入使任何对象实现 IsModified接口,来简化缓存。Spring中要使用Introduction, 可有通过DelegatingIntroductionInterceptor来实现通知,通过DefaultIntroductionAdvisor来配置Advice和代理类要实现的接口 

目标对象(Target Object): 包含连接点的对象。也被称作被通知或被代理对象。POJO 

AOP代理(AOP Proxy): AOP框架创建的对象,包含通知。 在Spring中,AOP代理可以是JDK动态代理或者CGLIB代理。 

织入(Weaving): 组装方面来创建一个被通知对象。这可以在编译时完成(例如使用AspectJ编译器),也可以在运行时完成。Spring和其他纯AOP框架一样,在运行时完成织入。

Spring AOP组件

下面这种类图列出了Spring中主要的AOP组件

如何使用Spring AOP 

可以通过配置文件或者编程的方式来使用Spring AOP。 

配置可以通过xml文件来进行,大概有四种方式:

1.        配置ProxyFactoryBean,显式地设置advisors, advice, target等

2.        配置AutoProxyCreator,这种方式下,还是如以前一样使用定义的bean,但是从容器中获得的其实已经是代理对象

3.        通过<aop:config>来配置

4.        通过<aop: aspectj-autoproxy>来配置,使用AspectJ的注解来标识通知及切入点 

也可以直接使用ProxyFactory来以编程的方式使用Spring AOP,通过ProxyFactory提供的方法可以设置target对象, advisor等相关配置,最终通过 getProxy()方法来获取代理对象 

Spring AOP代理对象的生成 

Spring提供了两种方式来生成代理对象: JDKProxy和Cglib,具体使用哪种方式生成由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。下面我们来研究一下Spring如何使用JDK来生成代理对象,具体的生成代码放在JdkDynamicAopProxy这个类中,直接上相关代码: 

/**     * 
    *
  1. 获取代理类要实现的接口,除了Advised对象中配置的,还会加上SpringProxy, Advised(opaque=false) *
  2. 检查上面得到的接口中有没有定义 equals或者hashcode的接口 *
  3. 调用Proxy.newProxyInstance创建代理对象 *
*/ public Object getProxy(ClassLoader classLoader) { if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Creating JDK dynamic proxy: target source is " +this.advised.getTargetSource()); } Class[] proxiedInterfaces =AopProxyUtils.completeProxiedInterfaces(this.advised); findDefinedEqualsAndHashCodeMethods(proxiedInterfaces); return Proxy.newProxyInstance(classLoader, proxiedInterfaces, this); }

 那这个其实很明了,注释上我也已经写清楚了,不再赘述。 

下面的问题是,代理对象生成了,那切面是如何织入的?

我们知道InvocationHandler是JDK动态代理的核心,生成的代理对象的方法调用都会委托到InvocationHandler.invoke()方法。而通过JdkDynamicAopProxy的签名我们可以看到这个类其实也实现了InvocationHandler,下面我们就通过分析这个类中实现的invoke()方法来具体看下Spring AOP是如何织入切面的。 

publicObject invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throwsThrowable {         MethodInvocation invocation = null;         Object oldProxy = null;         boolean setProxyContext = false;            TargetSource targetSource = this.advised.targetSource;         Class targetClass = null;         Object target = null;            try {             //eqauls()方法,具目标对象未实现此方法             if (!this.equalsDefined && AopUtils.isEqualsMethod(method)){                  return (equals(args[0])? Boolean.TRUE : Boolean.FALSE);             }                //hashCode()方法,具目标对象未实现此方法             if (!this.hashCodeDefined && AopUtils.isHashCodeMethod(method)){                  return newInteger(hashCode());             }                //Advised接口或者其父接口中定义的方法,直接反射调用,不应用通知             if (!this.advised.opaque &&method.getDeclaringClass().isInterface()                      &&method.getDeclaringClass().isAssignableFrom(Advised.class)) {                  // Service invocations onProxyConfig with the proxy config...                  return AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(this.advised,method, args);             }                Object retVal = null;                if (this.advised.exposeProxy) {                  // Make invocation available ifnecessary.                  oldProxy = AopContext.setCurrentProxy(proxy);                  setProxyContext = true;             }                //获得目标对象的类             target = targetSource.getTarget();             if (target != null) {                  targetClass = target.getClass();             }                //获取可以应用到此方法上的Interceptor列表             List chain = this.advised.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(method,targetClass);                //如果没有可以应用到此方法的通知(Interceptor),此直接反射调用 method.invoke(target, args)             if (chain.isEmpty()) {                  retVal = AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(target,method, args);             } else {                  //创建MethodInvocation                  invocation = newReflectiveMethodInvocation(proxy, target, method, args, targetClass, chain);                  retVal = invocation.proceed();             }                // Massage return value if necessary.             if (retVal != null && retVal == target &&method.getReturnType().isInstance(proxy)                      &&!RawTargetAccess.class.isAssignableFrom(method.getDeclaringClass())) {                  // Special case: it returned"this" and the return type of the method                  // is type-compatible. Notethat we can't help if the target sets                  // a reference to itself inanother returned object.                  retVal = proxy;             }             return retVal;         } finally {             if (target != null && !targetSource.isStatic()) {                  // Must have come fromTargetSource.                 targetSource.releaseTarget(target);             }             if (setProxyContext) {                  // Restore old proxy.                  AopContext.setCurrentProxy(oldProxy);             }         }      }

 主流程可以简述为:获取可以应用到此方法上的通知链(Interceptor Chain),如果有,则应用通知,并执行joinpoint; 如果没有,则直接反射执行joinpoint。而这里的关键是通知链是如何获取的以及它又是如何执行的,下面逐一分析下。 

首先,从上面的代码可以看到,通知链是通过Advised.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice()这个方法来获取的,我们来看下这个方法的实现: 

public ListgetInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(Method method, Class targetClass) {                     MethodCacheKeycacheKey = new MethodCacheKey(method);                     Listcached = this.methodCache.get(cacheKey);                     if(cached == null) {                              cached= this.advisorChainFactory.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(                                                 this,method, targetClass);                              this.methodCache.put(cacheKey,cached);                     }                     returncached;           }

 可以看到实际的获取工作其实是由AdvisorChainFactory. getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice()这个方法来完成的,获取到的结果会被缓存。

下面来分析下这个方法的实现:  

/**     * 从提供的配置实例config中获取advisor列表,遍历处理这些advisor.如果是IntroductionAdvisor,     * 则判断此Advisor能否应用到目标类targetClass上.如果是PointcutAdvisor,则判断     * 此Advisor能否应用到目标方法method上.将满足条件的Advisor通过AdvisorAdaptor转化成Interceptor列表返回.     */      publicList getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(Advised config, Methodmethod, Class targetClass) {         // This is somewhat tricky... we have to process introductions first,         // but we need to preserve order in the ultimate list.         List interceptorList = new ArrayList(config.getAdvisors().length);            //查看是否包含IntroductionAdvisor         boolean hasIntroductions = hasMatchingIntroductions(config,targetClass);            //这里实际上注册一系列AdvisorAdapter,用于将Advisor转化成MethodInterceptor         AdvisorAdapterRegistry registry = GlobalAdvisorAdapterRegistry.getInstance();            Advisor[] advisors = config.getAdvisors();          for (int i = 0; i 

 这个方法执行完成后,Advised中配置能够应用到连接点或者目标类的Advisor全部被转化成了MethodInterceptor.

 接下来我们再看下得到的拦截器链是怎么起作用的。

if (chain.isEmpty()) {                  retVal = AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(target,method, args);              } else {                  //创建MethodInvocation                  invocation = newReflectiveMethodInvocation(proxy, target, method, args, targetClass, chain);                  retVal = invocation.proceed();              }

 从这段代码可以看出,如果得到的拦截器链为空,则直接反射调用目标方法,否则创建MethodInvocation,调用其proceed方法,触发拦截器链的执行,来看下具体代码 

public Object proceed() throws Throwable {         //  We start with an index of -1and increment early.         if (this.currentInterceptorIndex == this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.size()- 1) {             //如果Interceptor执行完了,则执行joinPoint             return invokeJoinpoint();         }            Object interceptorOrInterceptionAdvice =             this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.get(++this.currentInterceptorIndex);                  //如果要动态匹配joinPoint         if (interceptorOrInterceptionAdvice instanceof InterceptorAndDynamicMethodMatcher){             // Evaluate dynamic method matcher here: static part will already have             // been evaluated and found to match.             InterceptorAndDynamicMethodMatcher dm =                  (InterceptorAndDynamicMethodMatcher)interceptorOrInterceptionAdvice;             //动态匹配:运行时参数是否满足匹配条件             if (dm.methodMatcher.matches(this.method, this.targetClass,this.arguments)) {                  //执行当前Intercetpor                  returndm.interceptor.invoke(this);             }             else {                  //动态匹配失败时,略过当前Intercetpor,调用下一个Interceptor                  return proceed();             }         }         else {             // It's an interceptor, so we just invoke it: The pointcutwill have             // been evaluated statically before this object was constructed.             //执行当前Intercetpor             return ((MethodInterceptor) interceptorOrInterceptionAdvice).invoke(this);         }  }

 参考::

转载地址:http://kgxel.baihongyu.com/

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