【Spring】3.助你跟面试官侃一个小时的AOP

使用

代理模式 是常用的java设计模式，他的特征是代理类与委托类有同样的接口，代理类主要负责为委托类预处理消息、过滤消息、把消息转发给委托类，以及事后处理消息等。代理类与委托类之间通常会存在关联关系，一个代理类的对象与一个委托类的对象关联，代理类的对象本身并不真正实现服务，而是通过调用委托类的对象的相关方法，来提供特定的服务。按照代理的创建时期，代理类可以分为两种。

1. 静态代理：

原理：由程序员创建或特定工具自动生成源代码，再对其编译。在程序运行前，代理类的.class文件就已经存在了。

原理：在编译期，切面直接以字节码形式编译到目标字节码文件中
优缺点：对系统性能无影响但是不够灵活

2.动态AOP

1. 动态代理

原理：在运行期，目标类加载后，通过反射机制为接口动态生成代理类。将切面织入到代理类中
优缺点：更灵活，但是切入的关注点要实现接口，如果没有实现接口则不能使用JDK代理。使用反射大量生成类文件可能引起Full GC造成性能影响，因为字节码文件加载后会存放在JVM运行时区的方法区（或者叫持久代）中，当方法区满的时候，会引起Full GC，所以当你大量使用动态代理时，可以将持久代设置大一些，减少Full GC次数。

2. Cglib 动态字节码生成

原理：在运行期，目标类加载后，动态构建字节码文件生成目标类的子类，将切面逻辑加入到子类中
优缺点：没有接口也可以织入，扩展类的实例方法为final时，无法进行织入。

3. 自定义类加载器

原理：在运行期，目标加载前，将切面逻辑加到目标字节码里，Javassist。
优缺点：可以对绝大部分类进行织入，代码中若使用了其它类加载器，则这些类将不会被织入。

4. 字节码转换

原理：在运行期，所有类加载器加载字节码前进行拦截。
优缺点：可以对所有类进行织入

Spring AOP使用

Aop（Aspect Oriented Programming），面向切面编程，这是对面向对象思想的一种补充。
面向切面编程，就是在程序运行时，不改变程序源码的情况下，动态的增强方法的功能，常见的使用场景非常多：

1. 日志
2. 事务
3. 数据库操作
4. …

Spring默认采取的动态代理机制实现AOP，当动态代理不可用时（代理类无接口）会使用CGlib机制。但Spring的AOP有一定的缺点，第一个只能对方法进行切入，不能对接口，字段，静态代码块进行切入（切入接口的某个方法，则该接口下所有实现类的该方法将被切入）。第二个同类中的互相调用方法将不会使用代理类。因为要使用代理类必须从Spring容器中获取Bean。第三个性能不是最好的，使用自定义类加载器，性能要优于动态代理和CGlib。

工程中业务代码前后，无一例外，都有很多模板化的代码，而解决模板化代码，消除臃肿就是 Aop 的强项。Spring概述 说过Spring的一个核心就是引入了切面概念，先看下如何用的。

1. 引入aspects 包

		<dependency>
			<groupId>org.springframework</groupId>
			<artifactId>spring-aspects</artifactId>
			<version>5.0.6.RELEASE</version>
		</dependency>

2. 真正的实体化方法

// 计算类
public class Calculator {
	//业务逻辑方法
	public int div(int i, int j)  {
		System.out.println("--------");
		return i/j;
	}
}

//日志切面类
@Aspect
public class LogAspects {
    @Pointcut("execution(public int com.enjoy.cap10.aop.Calculator.*(..))")
    public void pointCut() {
    }

    //@before代表在目标方法执行前切入, 并指定在哪个方法前切入  获得方法名， 方法参数列表
    @Before("pointCut()")
    public void logStart(JoinPoint joinPoint) {
        System.out.println(joinPoint.getSignature().getName() + "除法运行.Before 参数列表是:{" + Arrays.asList(joinPoint.getArgs()) + "}");
    }

    @After("pointCut()")
    public void logEnd(JoinPoint joinPoint) {
        System.out.println(joinPoint.getSignature().getName() + "除法结束.After.....");

    }
     // 结果获得	
    @AfterReturning(value = "pointCut()", returning = "result")
    public void logReturn(Object result) {
        System.out.println("除法正常返回..AfterReturning..运行结果是:{" + result + "}");
    }

    @AfterThrowing(value = "pointCut()", throwing = "exception")
    public void logException(Exception exception) {
        System.out.println("运行异常. AfterThrowing...异常信息是:{" + exception + "}");
    }
	
	@Around("pointCut()")
	public Object Around(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint) throws Throwable{
		System.out.println("@Arount:执行目标方法之前...");
		Object obj = proceedingJoinPoint.proceed(); // 相当于开始调div地
		System.out.println("@Arount:执行目标方法之后...");
		return obj;
	}
}

3. 系统调用

/*
 * 日志切面类的方法需要动态感知到div()方法运行, 
 *  通知方法:
 *     前置通知:logStart(); 在我们执行div()除法之前运行(@Before)
 *     后置通知:logEnd();在我们目标方法div运行结束之后 ,不管有没有异常(@After)
 *     返回通知:logReturn();在我们的目标方法div正常返回值后运行(@AfterReturning)
 *     异常通知:logException();在我们的目标方法div出现异常后运行(@AfterThrowing)
 *     环绕通知:动态代理, 需要手动执行joinPoint.procced()(其实就是执行我们的目标方法div,), 执行之前div()相当于前置通知, 执行之后就相当于我们后置通知(@Around)
 */
@Configuration
@EnableAspectJAutoProxy
public class AspectTest {
	@Bean
	public Calculator calculator(){
		return new Calculator();
	}
	@Bean  // 切记要将切面注册到容器中
	public LogAspects logAspects(){
		return new LogAspects();
	}
	public static void main(String[] args) {
		AnnotationConfigApplicationContext app = new AnnotationConfigApplicationContext(AspectTest.class);

		Calculator c = app.getBean(Calculator.class);
		int result = c.div(4, 3);
		System.out.println(result);
		app.close();
	}
}

小结: AOP看起来很麻烦, 只要3步就可以了:

1. 将业务逻辑组件和切面类都加入到容器中, 告诉spring哪个是切面类(@Aspect)
2. 在切面类上的每个通知方法上标注通知注解, 告诉Spring何时运行(写好切入点表达式,参照官方文档)
3. 开启基于注解的AOP模式 @EableXXXX

AOP源码跟踪

目的：看AOP给容器中注册了什么组件，这个组件什么时候工作，这个组件的功能是什么？
入口： @EnableAspectJAutoProxy，核心从这个入手,AOP整个功能要启作用,就是靠这个,加入它才有AOP

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Import(AspectJAutoProxyRegistrar.class) // 此乃重点 引入此类。
public @interface EnableAspectJAutoProxy {
    //默认false，采用JDK动态代理织入增强(实现接口的方式)；
    // 如果设为true，则采用CGLIB动态代理织入增强
	boolean proxyTargetClass() default false;
	//通过aop框架暴露该代理对象，aopContext能够访问
	boolean exposeProxy() default false;
}

AspectJAutoProxyRegistrar, 并实现了ImportBeanDefinitionRegistrar接口，ImportBeanDefinitionRegistrar能给容器中自定义注册组件。

class AspectJAutoProxyRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar {
	@Override
	public void registerBeanDefinitions(
			AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
			AopConfigUtils.registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary(registry);
			// 上面这个是重点
			....
         }
}

	@Nullable
	public static BeanDefinition registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary(BeanDefinitionRegistry registry) {
		return registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary(registry, null);
	}

	@Nullable
	public static BeanDefinition registerAspectJAnnotationAutoProxyCreatorIfNecessary(BeanDefinitionRegistry registry,
			@Nullable Object source) {

		return registerOrEscalateApcAsRequired(AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator.class, registry, source);// 进入
	}

	@Nullable  // cls = AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator.class
	private static BeanDefinition registerOrEscalateApcAsRequired(Class<?> cls, BeanDefinitionRegistry registry,@Nullable Object source) {

		Assert.notNull(registry, "BeanDefinitionRegistry must not be null");

		if (registry.containsBeanDefinition(AUTO_PROXY_CREATOR_BEAN_NAME)) {
			BeanDefinition apcDefinition = registry.getBeanDefinition(AUTO_PROXY_CREATOR_BEAN_NAME);
			if (!cls.getName().equals(apcDefinition.getBeanClassName())) {
				int currentPriority = findPriorityForClass(apcDefinition.getBeanClassName());
				int requiredPriority = findPriorityForClass(cls);
				if (currentPriority < requiredPriority) {
					apcDefinition.setBeanClassName(cls.getName());
				}
			}
			return null;
		}

		RootBeanDefinition beanDefinition = new RootBeanDefinition(cls);
		beanDefinition.setSource(source);
		beanDefinition.getPropertyValues().add("order", Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE);
		beanDefinition.setRole(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE);
		registry.registerBeanDefinition(AUTO_PROXY_CREATOR_BEAN_NAME, beanDefinition); // 重点注册
// name = internalAutoProxyCreator class 就是 AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator
		return beanDefinition;
	}

结论：因此我们要重点研究AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator组件(ASPECT自动代理创建器), 研究这个透了, 整个原理也就明白了, 所有的原理就是看容 器注册了什么组件, 这个组件什么时候工作, 及工作时候的功能是什么? 只要把这几个研究清楚了,原理就都清楚了。

那我们来分析做为beanPostProcessor后置处理器做了哪些工作, 做为BeanFactoryAware又做了哪些工作。

现有个这样的思想声明跟创建还有注入，AOP的Bean相比与普通的Bean 区别无非就是用RootBeanDefinition将AUTO_PROXY_CREATOR_BEAN_NAME = AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator声明下，然后在我们创建Bean的时候相比于普通Bean的创建，它的创建时间比较早。
一句话就是将切面核心类声明然后注入到容器中，并且要早于业务普通Bean

创建和注册AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的流程

用人话简单说下思路无非就是先把我们需要的Bean 声明下，然后再进行创建跟注册。下面是AOP核心类的过程。

1. register()传入配置类，准备创建ioc容器
2. 注册配置类，调用refresh（）刷新创建容器；
3. registerBeanPostProcessors(beanFactory);注册bean的后置处理器来方便拦截bean的创建(主要是分析创建AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator)；

1. 先获取ioc容器已经定义了的需要创建对象的所有BeanPostProcessor
2. 给容器中加别的BeanPostProcessor
3. 优先注册实现了PriorityOrdered接口的BeanPostProcessor；
4. 再给容器中注册实现了Ordered接口的BeanPostProcessor；
5. 注册没实现优先级接口的BeanPostProcessor；
6. 注册BeanPostProcessor，实际上就是创建BeanPostProcessor对象，保存在容器中；创建internalAutoProxyCreator的BeanPostProcessor【其实就是AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator】

1. 创建Bean的实例
2. populateBean；给bean的各种属性赋值
3. initializeBean：初始化bean；

1. invokeAwareMethods()：处理Aware接口的方法回调
2. iapplyBeanPostProcessorsBeforeInitialization()：应用后置处理器的postProcessBeforeInitialization()
3. invokeInitMethods()；执行自定义的初始化方法
4. applyBeanPostProcessorsAfterInitialization()；执行后置处理器的postProcessAfterInitialization()

3. BeanPostProcessor(AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator)创建成功:aspectJAdvisorsBuilder

7. 把BeanPostProcessor注册到BeanFactory中:beanFactory.addBeanPostProcessor(postProcessor);

Calculator的装载跟使用

有点绕，懒的写了，基本的思想就是进行业务类代码的单实例装载，期间会有各种判断，最终会对该类中的一些方法进行增强(AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator就是干这个事的，会选择性的判断我们的业务类是否需要增强)，然后最终搞成了一个目标类，此时我们再Calculator c这样再通过c调用方法的时候就不是简单的方法调用了。大致就是下面两个步骤：

1. 获取拦截链–MethodInterceptor
2. 链式调用通知方法

AOP核心源码流程图

网上找的，跟着源码一步步看还挺通俗易懂的(AOP源码流程图)，PS想获取可以关注我公众号回复AOP获取高清图。

参考

通俗说AOP
AOP简单讲解