Spring之AOP——设计基本原理（1）

冷不防 2022-05-14 04:11 146阅读 0赞

## 本文转自博客：[https://blog.csdn.net/luanlouis/article/details/51095702][https_blog.csdn.net_luanlouis_article_details_51095702] 特此申明！ ##

1.    Java程序运行在JVM中的特征  
2.    Java程序的执行流【了解AOP、连接点(Join Point)、切入点(point cut)   的概念 】  
3.    引入了代理模式的Java程序执行流(AOP实现的机制)  
4.    Spring AOP的工作原理

# 1. Java程序运行在JVM中的特征 #

当我们在某个类Foo中写好了一个main()方法，然后执行java Foo，如下：

public class Foo {
        public static void main(String[] args) {
            // your codes begins here
        }
    }

那么在这个执行的过程中，JVM都为你干了什么呢？

当你执行java Foo 的时候，JVM会创建一个主线程main，这个主线程以上述的main()方法作为入口，开始执行你的代码。每一个线程在内存中都会维护一个属于自己的栈(Stack),记录着整个程序执行的过程。栈里的每一个元素称为栈帧(Stack Frame)，栈帧表示着某个方法调用，会记录方法调用的信息；实际上我们在代码中调用一个方法的时候，在内存中就对应着一个栈帧的入栈和出栈。

在某个特定的时间点，一个Main线程内的栈会呈现如下图所示的情况：

![70][]

从线程栈的角度来看，我们可以看到，JVM处理Java程序的基本单位是**`方法调用`**。实际上，JVM执行的最基本单位的指令(即原子操作)是汇编语言性质的机器字节码。这里之所以讲**`方法调用`**时Java程序的基本执行单位，是从更宏观的角度看待的。

### 2.  Java程序执行流 【了解AOP、连接点(Join Point)、切入点(point cut)   的概念 】 ###

我们将上述的线程栈里的方法调用按照执行流排列，会有如下类似的图：

![70 1][]

基于时间序列，我们可以将方法调用排成一条线。而**每个方法调用则可以看成Java执行流中的一个节点**。这个节点在AOP的术语中，被称为**Join Point，即连接点**。 一个Java程序的运行的过程，就是若干个连接点连接起来依次执行的过程。

通常面向对象的程序，代码都是按照时间序列纵向展开的，而他们都有一个共性：**即都是已方法调用作为基本执行单位展开的。 将方法调用当做一个连接点，那么由连接点串起来的程序执行流就是整个程序的执行过程。**

**      AOP(Aspect Oriented Programming)**则是从另外一个角度来考虑整个程序的，AOP将每一个方法调用，即连接点作为编程的入口，针对方法调用进行编程。从执行的逻辑上来看，相当于在之前纵向的按照时间轴执行的程序横向切入。相当于将之前的程序横向切割成若干的面，即Aspect.每个面被称为切面。  
      所以，根据我的理解，**AOP本质上是针对方法调用的编程思路**。

![70 2][]

既然AOP是针对切面进行的编程的，那么，你需要选择哪些切面(即 连接点Joint Point)作为你的编程对象呢？

**因为切面本质上是每一个方法调用，选择切面的过程实际上就是选择方法的过程。那么，被选择的切面(Aspect)在AOP术语里被称为切入点(Point Cut).  切入点实际上也是从所有的连接点(Join point)挑选自己感兴趣的连接点的过程。**

![70 3][]

*注意：Spring AOP框架中通过 方法匹配表达式来表示切入点(Point Cut)，在配置文件中如：<value>.\*add.\*</value>*

**      既然AOP是针对方法调用(连接点)的编程， 现在又选取了你感兴趣的自己感兴趣的链接点---切入点（Point Cut）了，那么，AOP能对它做什么类型的编程呢？AOP能做什么呢？ **

**   **  了解这个之前，我们先要知道一个非常重要的问题： 既然AOP是对方法调用进行的编程，那么，**AOP如何捕获方法调用的呢**？ 弄清楚这个问题，你不得不了解设计模式中的代理模式了。下面我们先来了解一下引入了代理模式的Java程序执行流是什么样子的。

# 3.    引入了代理模式的Java程序执行流(AOP实现的机制) #

我们假设在我们的Java代码里，都为实例对象通过代理模式创建了代理对象，访问这些实例对象必须要通过代理，那么，加入了proxy对象的Java程序执行流会变得稍微复杂起来。我们来看下加入了proxy对象后，Java程序执行流的示意图：

![70 4][]

由上图可以看出，只要想调用某一个实例对象的方法时，都会经过这个实例对象相对应的代理对象， 即执行的控制权先交给代理对象。

代理模式属于Java代码中经常用到的、也是比较重要的设计模式。代理模式可以为某些对象除了实现本身的功能外，提供一些额外的功能，大致作用如下图所示：  
![70 5][]

加入了代理模式的Java程序执行流，使得所有的方法调用都经过了代理对象。**对于Spring AOP框架而言，它负责控制着真个容器内部的代理对象**。当我们调用了某一个实例对象的任何一个非final的public方法时，整个Spring框架都会知晓。

![70 6][]

既然Spring代理层可以察觉到你所做的每一次对实例对象的方法调用，那么，Spring就有机会在这个代理的过程中插入Spring的自己的业务代码。

### 4.     Spring AOP的工作原理 ###

前面已经介绍了AOP编程首先要选择它感兴趣的连接点----即**切入点(Point cut)**，那么，AOP能对切入点做什么样的编程呢？ 我们先将代理模式下的某个连接点细化，你会看到如下这个示意图所表示的过程：

![70 7][]

为了降低我们对Spring的AOP的理解难度，我在这里将代理角色的职能进行了简化，方便大家理解。（***注意：真实的Spring AOP的proxy角色扮演的只能比这复杂的多，这里只是简化，方便大家理解，请不要先入为主***）代理模式的代理角色最起码要考虑三个阶段：

1.  **在调用真正对象的方法之前**，应该需要做什么？
2.  **在调用真正对象的方法过程中，如果抛出了异常**，需要做什么？
3.  **在调用真正对象的方法后，返回了结果了**，需要做什么？

AOP对这个方法调用的编程，就是针对这三个阶段插入自己的业务代码。

现在我们假设当前RealSubject这个角色的类是 **org.luanlouis.springlearning.aop.FooService** ，当前这个连接点对应的方法签名是：**public void foo()**。那么上述的代理对象的三个阶段将会有以下的处理逻辑：

1.** 在调用真正对象的方法之前**，

proxy会告诉Spring AOP:  "我将要调用类**org.luanlouis.springlearning.aop.FooService**  的**public void foo()** ，在调用之前，你有什么处理建议吗？";

Spring AOP这时根据proxy提供的类名和方法签名,然后拿这些信息尝试匹配是否在其感兴趣的切入点内，如果在感兴趣的切入点内，Spring AOP会返回 MethodBeforeAdvice处理建议，告诉proxy应该执行的操作；

2. **在调用真正对象的方法过程中，如果抛出了异常**，需要做什么？

proxy告诉Spring AOP: “我调用类**org.luanlouis.springlearning.aop.FooService**  的**public void foo()**过程中抛出了异常，你有什么处理建议？”

Spring AOP根据proxy提供的类型和方法签名，确定了在其感兴趣的切入点内，则返回相应的处理建议ThrowsAdvice，告诉proxy这个时期应该采取的操作。

3.**在调用真正对象的方法后，返回了结果了**，需要做什么？

proxy告诉Spring AOP:"我调用类**org.luanlouis.springlearning.aop.FooService**  的**public void foo()**结束了，并返回了结果你现在有什么处理建议？"；

Spring AOP 根据proxy提供的类型名和方法签名，确定了在其感兴趣的切入点内，则返回AfterReturingAdivce处理建议，proxy得到这个处理建议，然后执行建议；

![70 8][]

上述的示意图中已经明确表明了Spring AOP应该做什么样的工作：根据proxy提供的特定类的特定方法执行的特定时期阶段给出相应的处理建议。要完成该工作，Spring AOP应该实现：

1.确定自己对什么类的什么方法感兴趣？ -----即确定 AOP的切入点（Point Cut），这个可以通过**切入点(Point Cut)表达式**来完成；

2. 对应的的类的方法的执行特定时期给出什么处理建议？------这个需要Spring AOP提供相应的建议 ，**即我们常说的Advice。**

**![70 9][]**

到此为止，AOP的基本工作机制已经介绍完毕了

[https_blog.csdn.net_luanlouis_article_details_51095702]: https://blog.csdn.net/luanlouis/article/details/51095702
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