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Spring高手之路23——AOP触发机制与代理逻辑的执行

文章目录

1. 从整体视角学习Bean是如何被AOP代理的

为了全面理解

Bean

是如何被

AOP

代理的,我们把前面几篇文章串联一下,需要关注以下几点,并针对每个关键点学习相应的源码部分:

1. AOP代理的触发机制(本章需要讲解的)
理解

Spring

如何决定哪些

Bean

需要被代理。

关键点:

  • BeanPostProcessor接口Spring AOP的自动代理创建器实现了这个接口,通过它在Bean初始化的前后进行处理。

源码部分:

AbstractAutoProxyCreator

(位于

org.springframework.aop.framework.autoproxy

包中)

  • 方法:postProcessAfterInitialization
  • 方法:wrapIfNecessary

2. 确定哪些Bean需要代理(前面已讲)
理解

Spring

如何确定哪些

Bean

需要被代理,这通常涉及到扫描和匹配切面。

这部分内容在Spring高手之路21——深入剖析Spring AOP代理对象的创建的第

2

节“**匹配增强器

Advisors

(源码分析+时序图说明)**”已经讲解,可自行前往翻阅学习。

关键点:

  • Advisor和Advice:这些是Spring AOP中的切面和通知。

源码部分:

  • AbstractAdvisorAutoProxyCreator的方法getAdvicesAndAdvisorsForBean(位于org.springframework.aop.framework.autoproxy包中)

3. 创建代理对象(前面已讲)
理解

Spring

如何创建代理对象,包括使用

JDK

动态代理和

CGLIB

代理。

这部分内容在Spring高手之路22——AOP切面类的封装与解析的第

3.2

节“TargetSource 的构建”有提到,可自行前往翻阅学习。

关键点:

  • 代理工厂(ProxyFactory):用于创建代理对象。
  • 动态代理实现JDK动态代理和CGLIB)。

源码部分:

  • ProxyFactory的方法getProxy(位于org.springframework.aop.framework包中)
  • JdkDynamicAopProxy的方法invoke(位于org.springframework.aop.framework包中)
  • CglibAopProxy的方法getProxy(位于org.springframework.aop.framework包中)

4. 代理对象的配置(前面已讲)
理解如何配置代理对象的属性,如切入点和通知。

这部分内容在Spring高手之路22——AOP切面类的封装与解析的第

3.2

节“TargetSource 的构建”有提到,可自行前往翻阅学习。

关键点:

  • AdvisedSupport类:包含了代理配置的相关信息。

源码部分:

  • AdvisedSupport(位于org.springframework.aop.framework包中)

5. 执行代理逻辑(本章需要讲解的)
理解代理对象在运行时如何拦截方法调用并执行通知逻辑。

关键点:

  • 拦截器链:代理对象通过拦截器链来执行切面逻辑。

源码部分:

  • ReflectiveMethodInvocation的方法proceed(位于org.springframework.aop.framework包中)

推荐学习路径

  1. 从高层理解代理触发机制
  • 查看AbstractAutoProxyCreator类,特别是wrapIfNecessarypostProcessAfterInitialization方法,理解代理触发的整体流程。
  1. 深入理解切面和通知的获取
  • 查看AbstractAdvisorAutoProxyCreator类,特别是getAdvicesAndAdvisorsForBean方法,理解如何获取适用于目标Bean的切面和通知。
  1. 代理对象的创建细节
  • 查看ProxyFactory类,特别是getProxy方法,理解代理对象的具体创建过程。
  1. 理解动态代理的实现
  • 查看JdkDynamicAopProxyCglibAopProxy类,理解JDK动态代理和CGLIB代理的具体实现细节。
  1. 配置代理对象
  • 查看AdvisedSupport类,理解代理对象的配置和管理。
  1. 执行代理逻辑
  • 查看ReflectiveMethodInvocation类,特别是proceed方法,理解代理对象在运行时如何拦截方法调用并执行切面逻辑。

2. AOP代理的触发机制

  还记得

BeanPostProcessor

接口吗?这在“Spring高手之路13——BeanFactoryPostProcessor与BeanDefinitionRegistryPostProcessor解析”有讲到。

BeanPostProcessor

接口提供了两个方法:

  • postProcessBeforeInitialization:在Bean初始化之前调用。
  • postProcessAfterInitialization:在Bean初始化之后调用。
Spring AOP

利用

postProcessAfterInitialization

方法在

Bean

初始化完成后,检查并决定是否需要对这个

Bean

进行代理。

2.1 postProcessAfterInitialization方法源码分析

本节源码基于

spring-aop-5.3.16

在这里插入图片描述

代码提出来分析

/**
 * 如果该bean被子类标识为需要代理的bean,则使用配置的拦截器创建一个代理。
 * @see #getAdvicesAndAdvisorsForBean
 */@OverridepublicObjectpostProcessAfterInitialization(@NullableObject bean,String beanName){// 如果bean不为空if(bean !=null){// 获取缓存键,通常是bean的类和名称的组合,用于在缓存中存取与该bean相关的元数据Object cacheKey =getCacheKey(bean.getClass(), beanName);// 从earlyProxyReferences集合中移除缓存键,如果当前bean不在该集合中,表示需要代理该beanif(this.earlyProxyReferences.remove(cacheKey)!= bean){// 如果需要的话,对bean进行包装(代理)returnwrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);}}// 如果bean为null或不需要代理,直接返回原始beanreturn bean;}

这个方法主要功能

  • 确定代理需求:该方法的主要目的是确定是否需要为Bean创建代理。如果需要,wrapIfNecessary方法将负责实际的代理创建过程。
  • 优化性能:通过缓存键和earlyProxyReferences集合,可以避免重复处理同一个Bean,提高性能。
  • 集成AOP功能:为需要代理的Bean创建代理对象,使得AOP切面能够在Bean的方法调用前后执行。

2.2 wrapIfNecessary方法源码分析

代码提出来分析

/**
 * 如果需要,对给定的bean进行包装(代理),即如果它符合被代理的条件。
 * @param bean 原始的bean实例
 * @param beanName bean的名称
 * @param cacheKey 用于元数据访问的缓存键
 * @return 包装(代理)后的bean,或原始的bean实例
 */protectedObjectwrapIfNecessary(Object bean,String beanName,Object cacheKey){// 如果beanName不为空且targetSourcedBeans集合包含这个beanName,直接返回原始beanif(StringUtils.hasLength(beanName)&&this.targetSourcedBeans.contains(beanName)){return bean;}// 如果advisedBeans缓存中显示这个bean不需要代理,直接返回原始beanif(Boolean.FALSE.equals(this.advisedBeans.get(cacheKey))){return bean;}// 如果bean的类是基础设施类(如Spring内部使用的类)或应该跳过代理if(isInfrastructureClass(bean.getClass())||shouldSkip(bean.getClass(), beanName)){// 将这个bean标记为不需要代理this.advisedBeans.put(cacheKey,Boolean.FALSE);return bean;}// 获取适用于这个bean的通知和切面Object[] specificInterceptors =getAdvicesAndAdvisorsForBean(bean.getClass(), beanName,null);// 如果有通知和切面,则创建代理if(specificInterceptors !=DO_NOT_PROXY){// 将这个bean标记为需要代理this.advisedBeans.put(cacheKey,Boolean.TRUE);// 创建代理对象Object proxy =createProxy(
                bean.getClass(), beanName, specificInterceptors,newSingletonTargetSource(bean));// 缓存代理对象的类型this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());return proxy;}// 如果没有适用于这个bean的通知和切面,将这个bean标记为不需要代理this.advisedBeans.put(cacheKey,Boolean.FALSE);return bean;}
wrapIfNecessary

方法的主要功能是检查给定的

Bean

是否需要进行

AOP

代理,并在必要时为其创建代理对象。该方法在

Bean

初始化后被调用,以确保符合条件的

Bean

能够被

AOP

代理,从而使

AOP

切面能够在

Bean

的方法调用前后执行。

2.3 时序图演示触发机制

在这里插入图片描述

详细分析和说明:

  1. Caller请求Bean实例
  • Caller调用BeanFactory来获取Bean实例。
  • 这一步表示应用程序或其他Bean调用者需要获取一个Bean实例。
  1. BeanFactory创建Bean实例
  • BeanFactory创建Bean实例,准备进行初始化。
  • 这包括通过Spring的依赖注入机制构造Bean实例。
  1. 调用postProcessAfterInitialization
  • BeanFactory调用AOPProxypostProcessAfterInitialization方法。
  • 这是Spring AOP框架用于在Bean初始化后进行处理的关键步骤。
  1. 获取缓存键
  • AOPProxy获取缓存键(cacheKey),通常是Bean的类和名称的组合。
  • 缓存键用于在缓存中存取与Bean相关的元数据。
  1. 检查earlyProxyReferences集合
  • AOPProxy检查earlyProxyReferences集合,判断当前Bean是否已经处理过。
  • 这是为了避免重复处理同一个Bean,提高性能。
  1. 判断Bean是否需要代理
  • 通过检查earlyProxyReferences集合,决定是否需要继续代理。
  • 如果Bean需要代理,进入wrapIfNecessary方法。
  1. 调用wrapIfNecessary
  • wrapIfNecessary方法负责实际的代理创建过程。
  • 包括进一步的检查和代理对象的创建。
  1. 检查targetSourcedBeans集合
  • 判断Bean是否在targetSourcedBeans集合中,如果是,直接返回原始Bean
  • targetSourcedBeans集合用于存储一些特殊的Bean,不需要代理。
targetSourcedBeans

集合主要用于管理那些使用动态目标源的

Bean

。在创建代理时,如果一个

Bean

在这个集合中,

Spring

会进行特殊处理,通常直接返回原始

Bean

,而不是创建新的代理对象。这种机制确保了特殊

Bean

的正确处理和高效运行。

  1. 检查advisedBeans集合
  • 检查缓存中是否已经标记了该Bean不需要代理,如果是,直接返回原始Bean
  • 提高处理效率,避免重复检查。
  1. 检查基础设施类和跳过条件
  • 判断Bean是否为Spring的基础设施类或是否有其他跳过条件。
  • 基础设施类通常不需要代理,因为它们是框架内部使用的。
  1. 获取通知和切面
  • 调用getAdvicesAndAdvisorsForBean方法,获取适用于该Bean的通知(Advice)和切面(Advisor)。
  • Advisor对象包含了切面逻辑,Advice对象包含了实际的通知逻辑。
  1. 检查是否有specificInterceptors
  • 判断是否有适用于该Bean的通知和切面。
  • 如果有,继续创建代理对象。
  1. 创建代理对象
  • 调用createProxy方法,通过ProxyFactory创建代理对象。
  • 代理对象将拦截方法调用,并应用切面逻辑。
  1. 返回代理对象
  • 代理对象创建完成后,返回给AOPProxy
  • AOPProxy将代理对象返回给BeanFactory
  1. 返回原始Bean或代理对象:
  • 如果Bean不需要代理,返回原始Bean
  • 如果需要代理,返回代理对象。
  1. BeanFactory返回结果:
  • BeanFactory将最终的Bean实例(可能是原始Bean或代理对象)返回给Caller

3. AOP代理逻辑的执行

3.1 AOP代理如何使用拦截器

AOP

代理拦截方法调用时,它会依次调用配置的拦截器链。每个拦截器都通过

invoke

方法处理方法调用。整个流程如下:

  • 方法调用被代理拦截:当一个方法被调用时,AOP代理会首先拦截这个调用。
  • 拦截器链处理:调用会被传递给拦截器链中的第一个拦截器。
  • 执行拦截器链:每个拦截器的invoke方法都会执行其逻辑,并决定是否调用下一个拦截器。
  • 目标方法执行:如果所有拦截器都允许,最终会调用目标方法本身。
  • 返回结果或处理异常:目标方法执行完成后,结果或异常会逐个传递回拦截器链,直到返回给最初调用方法的客户端。

比如给个简单拦截器的例子:

importorg.aopalliance.intercept.MethodInterceptor;importorg.aopalliance.intercept.MethodInvocation;publicclassMyMethodInterceptorimplementsMethodInterceptor{@OverridepublicObjectinvoke(MethodInvocation invocation)throwsThrowable{// 在目标方法执行前System.out.println("Before method: "+ invocation.getMethod().getName());// 调用目标方法Object result = invocation.proceed();// 在目标方法执行后System.out.println("After method: "+ invocation.getMethod().getName());return result;}}

在这个示例中,

invoke

方法是拦截器的核心。

  • 当方法被调用时,invoke方法会先打印“方法调用前”,然后调用invocation.proceed()执行目标方法,最后在方法执行后或发生异常时打印相应的信息。
  • invocation.proceed()方法用于继续调用拦截器链中的下一个拦截器,直到最终调用目标方法。

3.2 proceed方法源码分析

在这里插入图片描述

代码提出来分析:

/**
 * 逐个调用拦截器链中的拦截器,并在最后执行目标方法(连接点)。
 * @return 调用链中最后一个拦截器或目标方法的返回值
 * @throws Throwable 如果拦截器或目标方法抛出异常
 */@Override@NullablepublicObjectproceed()throwsThrowable{// 我们从索引 -1 开始,并提前递增索引。if(this.currentInterceptorIndex ==this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.size()-1){// 如果当前拦截器索引等于拦截器链的最后一个索引,则调用目标方法returninvokeJoinpoint();}// 获取当前索引的拦截器或拦截建议Object interceptorOrInterceptionAdvice =this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.get(++this.currentInterceptorIndex);// 检查是否是 InterceptorAndDynamicMethodMatcher 类型if(interceptorOrInterceptionAdvice instanceofInterceptorAndDynamicMethodMatcher){// 如果是,评估动态方法匹配器InterceptorAndDynamicMethodMatcher dm =(InterceptorAndDynamicMethodMatcher) interceptorOrInterceptionAdvice;// 获取目标类的 Class 对象Class<?> targetClass =(this.targetClass !=null?this.targetClass :this.method.getDeclaringClass());// 检查方法是否匹配if(dm.methodMatcher.matches(this.method, targetClass,this.arguments)){// 如果匹配成功,调用拦截器的 invoke 方法return dm.interceptor.invoke(this);}else{// 动态匹配失败,跳过这个拦截器并调用链中的下一个returnproceed();}}else{// 如果是普通拦截器,直接调用其 invoke 方法return((MethodInterceptor) interceptorOrInterceptionAdvice).invoke(this);}}/**
 * 使用反射调用连接点。
 * 子类可以重写此方法以使用自定义调用。
 * 
 * @return 连接点的返回值
 * @throws Throwable 如果调用连接点导致异常
 */@NullableprotectedObjectinvokeJoinpoint()throwsThrowable{// 使用反射调用目标对象的目标方法,并传递参数returnAopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(this.target,this.method,this.arguments);}
proceed

方法和

invokeJoinpoint

方法共同实现了

AOP

拦截器链的执行逻辑。

proceed

方法依次执行拦截器链中的每个拦截器,并在链的末尾调用目标方法。

invokeJoinpoint

方法通过反射调用目标方法并返回其结果。这两个方法结合起来,使得

AOP

能够在目标方法执行前后插入各种横切关注点,如事务管理、日志记录等。

这里判断动态方法匹配器是干嘛的?

  • 静态方法匹配器:在编译时或配置时确定方法是否匹配,例如方法名、参数类型等。这种匹配是静态的,无法根据实际调用时的参数值进行判断。
  • 动态方法匹配器:在方法调用时动态评估方法匹配条件,例如根据实际传递的参数值判断是否匹配。这种匹配是动态的,可以提供更灵活的控制。

普通的

AOP

通常使用静态匹配,这里不用深究动态匹配器。

3.3 时序图

在这里插入图片描述

时序图详细说明:

  1. Caller调用代理方法
  • Caller调用代理对象的方法,开始AOP的执行过程。
  • 代理对象是通过AOP创建的,包含了拦截器链。
  1. 创建ReflectiveMethodInvocation实例
  • 在代理对象内部,Spring AOP创建一个ReflectiveMethodInvocation实例。该实例封装了目标方法、拦截器链以及方法参数。
  • ReflectiveMethodInvocation负责处理方法调用的整个过程。
  1. **调用proceed()**:
  • 代理对象调用ReflectiveMethodInvocationproceed()方法,开始执行拦截器链。
  1. 遍历拦截器链
  • ReflectiveMethodInvocation遍历拦截器链中的每个拦截器。
  • 对每个拦截器,ReflectiveMethodInvocation调用其invoke(this)方法。
  • 拦截器在调用目标方法之前和之后执行自定义逻辑。
  1. **调用invokeJoinpoint()**:
  • 如果拦截器链中没有拦截器或所有拦截器已经执行完毕,ReflectiveMethodInvocation直接调用invokeJoinpoint()方法。
  • invokeJoinpoint()通过反射调用目标方法。
  1. 调用目标方法
  • ReflectiveMethodInvocation通过反射调用实际的目标方法。
  • 目标方法执行并返回结果。
  1. 返回结果
  • 目标方法执行完成后,结果返回给ReflectiveMethodInvocation
  • ReflectiveMethodInvocation将结果返回给所有拦截器,依次向上返回。
  1. 代理对象返回最终结果
  • ReflectiveMethodInvocation最终将结果返回给代理对象。
  • 代理对象将结果返回给Caller

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标签: spring java Spring AOP

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