Spring 基础框架二：深入理解Spring AOP

￡神魔★判官ぃ 2023-07-23 04:56 8阅读 0赞

## 什么是Spring Aop ##

**AOP：面向切面编程技术**，被定义为促使软件**系统实现关注点分离的技术，****分为：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。**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”，即切面。所谓“切面”，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。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L01yX2xpc2o_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

在代理类中包裹切面，Spring在运行期把切面织入到Spring管理的bean中。如图所示，代理类封装了目标类，并拦截被通知方法的调用，再把调用转发给真正的目标bean。当代理拦截到方法调用时，在调用目标bean方法之前，会执行切面逻辑。

## AOP相关术语 ##

**1、切面（Aspect）：**横切关注点的模块化（跨越应用程序多个模块的功能，比如 日志功能），这个关注点实现可能横切多个对象。

**2、通知（Advice）：**在AOP中，描述切面要完成的工作被称为通知。

*  前置通知（Before）：在目标方法被调用之前调用通知功能
 *  后置通知（After）：在目标方法完成之后调用通知，此时不会关心方法的输出是什么
 *  返回通知（After-returning）：在目标方法成功执行之后调用通知
 *  异常通知（After-throwing）：在目标方法抛出异常后调用通知
 *  环绕通知（Around）：通知包裹了被通知的方法，在被通知的方法调用之前和调用之后执行自定义的行为

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

**4、代理(Proxy)：**向目标对象应用通知之后创建的对象。**在Spring中，AOP代理可以是JDK动态代理或者CGLIB代理。**

**5、连接点（Join point）：**连接点是在应用执行过程中能够插入切面的一个点。这个点可以是类的某个方法调用前、调用后、方法抛出异常后等。切面代码可以利用这些点插入到应用的正常流程之中，并添加行为。

**6、切点（Pointcut）：**

指定一个通知将被引发的一系列连接点的集合。AOP 通过切点定位到特定的连接点。切点和连接点不是一对一的关系，一个切点匹配多个连接点，切点通过 org.springframework.aop.Pointcut 接口进行描述，它使用类和方法作为连接点的查询条件。每个类都拥有多个连接点，例如 ArithmethicCalculator类的所有方法实际上都是连接点。

**7、织入(Weaving)：**织入描述的是把切面应用到目标对象来创建新的代理对象的过程。

**Spring AOP 的切面是在运行时被织入，原理是使用了动态代理技术。Spring支持两种方式生成代理对象：JDK动态代理和CGLib，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。**

## Spring AOP使用 ##

基于注解的方式，以用户注册、登录为例，UserService负责处理用户注册、登录等相关逻辑。

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假设我们需要在UserService 的login方法执行前后增加日志服务模块，接下来我们要定义个切面，也就是所谓的日志功能的类。

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![format_png 2][]

# Spring AOP 实现原理 #

**Spring 的 AOP 是基于动态代理实现的，**谈到动态代理就不得不提下静态代理。静态代理只能代理一个具体的类，如果要代理一个接口的多个实现的话需要定义不同的代理类。

**需要解决这个问题就可以用到 动态代理，动态代理分为：JDK动态代理和Cglib动态代理。**

### **1、JDK动态代理** ###

**JDK动态代理在1.3的时候引入，其底层需要依赖一个工具类java.lang.reflect.Proxy和一个接口java.lang.reflect.InvocationHandler ，**Proxy 类是用于创建代理对象，而 InvocationHandler 接口主要你是来处理执行逻辑。***JDK 动态代理 必须基于 接口进行代理***

**JDK动态代理解析：**jdk代理最主要的就是三个类：目标类，代理类(实现了目标接口)和扩展处理器InvocationHandler类。

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**【1】jdk代理代码样例：**

//目标接口，对应ITraget
    public interface Subject {
        void hello(String str);
    }
    
    //目标类，对应Target
    public class RealSubject implements Subject{
        public void hello(String str) {
            System.out.println("hello" + str);
        }
    }
    
    //InvocationHandler增强处理器接口实现类
    //方法调用句柄invoke方法内部就是代理类的扩展点
    public class DynamicHandler implements InvocationHandler{
    
        private Object target;//反射代理目标类(被代理，解耦的目标类)
        
        //可以通过构造器动态设置被代理目标类，以便于调用指定方法
        public DynamicHandler(Object subject){
            this.target = subject;
        }
        
        //代理过程中的扩展点
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
                throws Throwable {
            System.out.println("brfore call specific method >>" + method.getName());
            Object result = method.invoke(target, args);//MethodAccessor.invoke()
            System.out.println("after call specific method>>" + method.getName());
            return result;
        }
    }

**【2】客户端调用：**

@Test
        public void t() throws Exception{
            Subject realSubject = new RealSubject();
            System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles","true"); 
            //1.0 获取代理类的类对象，主要设置相同的ClassLoader去加载目标类实现的接口Subject类
            Class<?> proxyClass = Proxy.getProxyClass(Client.class.getClassLoader(), new Class[]{Subject.class});
            //2.0 得到代理类后，就可以通过代理类的处理器句柄来得到构造器
            final Constructor<?> con = proxyClass.getConstructor(InvocationHandler.class);
            //3.0 获取具体执行方法的句柄处理器，目的通过构造器传入被代理目标类对象，注入到代理类处理器句柄中进行代理调用
            final InvocationHandler handler = new DynamicHandler(realSubject);
            //4.0 通过构造器创建代理类对象
            Subject subject = (Subject)con.newInstance(handler);
            
            //5.0 最后调用方法
            subject.hello("proxy");

**说明：****InvocationHandler接口是 调用处理程序接口，每一个proxy代理实例都有一个关联的调用处理程序，每一个动态代理类的调用处理程序都必须实现InvocationHandler接口，当我们通过动态代理对象调用一个方法时候，这个方法的调用就会被转发到实现InvocationHandler接口类的invoke方法来调用。**通过Java反射执行原始的目标类方法代码。

/**
        * proxy:代理类代理的真实代理对象com.sun.proxy.$Proxy0
        * method:我们所要调用某个对象真实的方法的Method对象
        * args:指代代理对象方法传递的参数
        */
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable;

**步骤总结：目标接口、目标实现类、InvocationHandler调用处理程序实现类**

1.  **通过实现InvocationHandler接口，来定义自己的InvocationHandler**
2.  **通过Proxy.getProxyClass(Client.class.getClassLoader(), new Class\[\]\{Subject.class\})获得动态代理类。**
3.  **通过动态代理类proxyClass.getConstructor(InvocationHandler.class)来获得代理类的构造函数。**
4.  **通过构造函数来创建动态动态代理对象 con.newInstance(dlHandler)**
5.  **通过代理对象调用目标对象方法。**

## **2、Cglib动态代理** ##

**CGLIB(Code Generation Library)是一个开源项目,是一个强大的，高性能，高质量的Code生成类库，它可以在运行期扩展Java类与实现Java接口，通俗说****cglib可以在运行时动态生成字节码****。**

**CGLIB实现原理：****运行时，动态的生成一个被代理类的子类（其底层实现是通过 ASM字节码处理框架来转换字节码，并生成新的类），子类重写了被代理类中所有非Final的方法，在子类中采用方法拦截的技术拦截所有父类方法的调用，顺势织入横切逻辑。**

**优点：cglib代理要比JDK代理快。缺点：被代理类中的final方法无法被代理，因为子类无法重写final函数。**

**【1】cglib代理代码样例：**

// 被代理类
    public class HelloServiceImpl {
        public void sayHello(){
            System.out.println("Hello Zhanghao");
        }
    
        public void sayBey(){
            System.out.println("Bye Zhanghao");
        }
    }

// 2.实现MethodInterceptor接口生成方法拦截器：
    public class HelloMethodInterceptor  implements MethodInterceptor{
        @Override
        public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
            System.out.println("Before: "  + method.getName());
            Object object = methodProxy.invokeSuper(o, objects);
            System.out.println("After: " + method.getName());
            return object;
        }
    }

**【2】客户端调用：**生成代理类对象并打印在代理类对象调用方法之后的执行结果

public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            // 代理类class文件存入本地磁盘方便我们反编译查看源码
            System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY, "/Users/zhanghao/Documents/toy/spring-framework-source-study/");
            Enhancer enhancer = new Enhancer();
            //继承被代理类
            enhancer.setSuperclass(HelloServiceImpl.class);
            //设置enhancer的回调对象，在调用中拦截对目标方法的调用
            enhancer.setCallback(new HelloMethodInterceptor());
            //创建代理类对象
            HelloServiceImpl helloService = (HelloServiceImpl) enhancer.create();
            //在调用代理类中方法时会被我们实现的方法拦截器进行拦截
            helloService.sayBey();
        }
    }
    result:
    Before: sayBey
    Bye Zhanghao
    After: sayBey

**说明：Enhancer是一个非常重要的类，它允许为非接口类型创建一个JAVA代理，Enhancer动态的创建给定类的子类并且拦截代理类的所有的方法，和JDK动态代理不一样的是不管是接口还是类它都能正常工作。**

**步骤总结：被代理类、自定义MethodInterceptor方法拦截器**

1.  **通过实现MethodInterceptor接口生成方法拦截器**
2.  **使用Enhancer类动态的创建目标类的子类**
3.  **设置enhancer的回调对象，在调用中拦截对目标方法的调用**
4.  **通过enhancer.create() 创建代理类对象**
5.  **通过代理类对象调用目标对象方法。**

文章参考：

[https://www.toutiao.com/a6811489014982377992/?timestamp=1586043155&app=news\_article&group\_id=6811489014982377992&req\_id=2020040507323501012903209413A83F5D][https_www.toutiao.com_a6811489014982377992_timestamp_1586043155_app_news_article_group_id_6811489014982377992_req_id_2020040507323501012903209413A83F5D]

[https://www.toutiao.com/a6706764980106035719/?timestamp=1586047559&app=news\_article&group\_id=6706764980106035719&req\_id=2020040508455801012904822311B51369][https_www.toutiao.com_a6706764980106035719_timestamp_1586047559_app_news_article_group_id_6706764980106035719_req_id_2020040508455801012904822311B51369]

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[https_www.toutiao.com_a6811489014982377992_timestamp_1586043155_app_news_article_group_id_6811489014982377992_req_id_2020040507323501012903209413A83F5D]: https://www.toutiao.com/a6811489014982377992/?timestamp=1586043155&app=news_article&group_id=6811489014982377992&req_id=2020040507323501012903209413A83F5D
[https_www.toutiao.com_a6706764980106035719_timestamp_1586047559_app_news_article_group_id_6706764980106035719_req_id_2020040508455801012904822311B51369]: https://www.toutiao.com/a6706764980106035719/?timestamp=1586047559&app=news_article&group_id=6706764980106035719&req_id=2020040508455801012904822311B51369