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Spring AOP 的实现原理详解

admin 2018年05月30日 程序员 144 0

AOP(Aspect Orient Programming),我们一般称为面向方面(切面)编程,作为面向对象的一种补充,用于处理系统中分布于各个模块的横切关注点,比如事务管理、日志、缓存等等。AOP实现的关键在于AOP框架自动创建的AOP代理,AOP代理主要分为静态代理和动态代理,静态代理的代表为AspectJ;而动态代理则以Spring AOP为代表。本文会分别对AspectJ和Spring AOP的实现进行分析和介绍。

使用AspectJ的编译时增强实现AOP

之前提到,AspectJ是静态代理的增强,所谓的静态代理就是AOP框架会在编译阶段生成AOP代理类,因此也称为编译时增强。

举个实例的例子来说。首先我们有一个普通的Hello类


public class Hello {

    public void sayHello() {

        System.out.println("hello");

    }

 

    public static void main(String[] args) {

        Hello h = new Hello();

        h.sayHello();

    }

}


使用AspectJ编写一个Aspect


public aspect TxAspect {

    void around():call(void Hello.sayHello()){

        System.out.println("开始事务 ...");

        proceed();

        System.out.println("事务结束 ...");

    }

}


这里模拟了一个事务的场景,类似于Spring的声明式事务。使用AspectJ的编译器编译


ajc -d . Hello.java TxAspect.aj


编译完成之后再运行这个Hello类,可以看到以下输出


开始事务 ...

hello

事务结束 ...


显然,AOP已经生效了,那么究竟AspectJ是如何在没有修改Hello类的情况下为Hello类增加新功能的呢?


查看一下编译后的Hello.class


public class Hello {

    public Hello() {

    }

 

    public void sayHello() {

        System.out.println("hello");

    }

 

    public static void main(String[] args) {

        Hello h = new Hello();

        sayHello_aroundBody1$advice(h, TxAspect.aspectOf(), (AroundClosure)null);

    }

}


可以看到,这个类比原来的Hello.java多了一些代码,这就是AspectJ的静态代理,它会在编译阶段将Aspect织入Java字节码中, 运行的时候就是经过增强之后的AOP对象。


public void ajc$around$com_listenzhangbin_aop_TxAspect$1$f54fe983(AroundClosure ajc$aroundClosure) {

        System.out.println("开始事务 ...");

        ajc$around$com_listenzhangbin_aop_TxAspect$1$f54fe983proceed(ajc$aroundClosure);

        System.out.println("事务结束 ...");

    }


从Aspect编译后的class文件可以更明显的看出执行的逻辑。proceed方法就是回调执行被代理类中的方法。


使用Spring AOP


与AspectJ的静态代理不同,Spring AOP使用的动态代理,所谓的动态代理就是说AOP框架不会去修改字节码,而是在内存中临时为方法生成一个AOP对象,这个AOP对象包含了目标对象的全部方法,并且在特定的切点做了增强处理,并回调原对象的方法。


Spring AOP中的动态代理主要有两种方式,JDK动态代理和CGLIB动态代理。JDK动态代理通过反射来接收被代理的类,并且要求被代理的类必须实现一个接口。JDK动态代理的核心是InvocationHandler接口和Proxy类。


如果目标类没有实现接口,那么Spring AOP会选择使用CGLIB来动态代理目标类。CGLIB(Code Generation Library),是一个代码生成的类库,可以在运行时动态的生成某个类的子类,注意,CGLIB是通过继承的方式做的动态代理,因此如果某个类被标记为final,那么它是无法使用CGLIB做动态代理的。


为了验证以上的说法,可以做一个简单的测试。首先测试实现接口的情况。


定义一个接口


public interface Person {

    String sayHello(String name);

}


实现类


@Component

public class Chinese implements Person {

 

    @Timer

    @Override

    public String sayHello(String name) {

        System.out.println("-- sayHello() --");

        return name + " hello, AOP";

    }

 

    public void eat(String food) {

        System.out.println("我正在吃:" + food);

    }

 

}


这里的@Timer注解是我自己定义的一个普通注解,用来标记Pointcut。


定义Aspect


@Aspect

@Component

public class AdviceTest {

 

    @Pointcut("@annotation(com.listenzhangbin.aop.Timer)")

    public void pointcut() {

    }

 

    @Before("pointcut()")

    public void before() {

        System.out.println("before");

    }

}


运行


@SpringBootApplication

@RestController

public class SpringBootDemoApplication {

 

    //这里必须使用Person接口做注入

    @Autowired

    private Person chinese;

 

    @RequestMapping("/test")

    public void test() {

        chinese.sayHello("listen");

        System.out.println(chinese.getClass());

    }

 

    public static void main(String[] args) {

        SpringApplication.run(SpringBootDemoApplication.class, args);

    }

}


输出


before

-- sayHello() --

class com.sun.proxy.$Proxy53


可以看到类型是com.sun.proxy.$Proxy53,也就是前面提到的Proxy类,因此这里Spring AOP使用了JDK的动态代理。


再来看看不实现接口的情况,修改Chinese类


@Component

public class Chinese {

 

    @Timer

//    @Override

    public String sayHello(String name) {

        System.out.println("-- sayHello() --");

        return name + " hello, AOP";

    }

 

    public void eat(String food) {

        System.out.println("我正在吃:" + food);

    }

 

}


运行


@SpringBootApplication

@RestController

public class SpringBootDemoApplication {

 

    //直接用Chinese类注入

    @Autowired

    private Chinese chinese;

 

    @RequestMapping("/test")

    public void test() {

        chinese.sayHello("listen");

        System.out.println(chinese.getClass());

    }

 

    public static void main(String[] args) {

        SpringApplication.run(SpringBootDemoApplication.class, args);

    }

}


输出


before

-- sayHello() --

class com.listenzhangbin.aop.Chinese$$EnhancerBySpringCGLIB$$56b89168


可以看到类被CGLIB增强了,也就是动态代理。这里的CGLIB代理就是Spring AOP的代理,这个类也就是所谓的AOP代理,AOP代理类在切点动态地织入了增强处理。


小结


AspectJ在编译时就增强了目标对象,Spring AOP的动态代理则是在每次运行时动态的增强,生成AOP代理对象,区别在于生成AOP代理对象的时机不同,相对来说AspectJ的静态代理方式具有更好的性能,但是AspectJ需要特定的编译器进行处理,而Spring AOP则无需特定的编译器处理。




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