什么是 AOP ？

在軟件業(yè)，AOP為Aspect Oriented Programming的縮寫，意為：面向切面編程，通過預(yù)編譯方式和運(yùn)行期間動態(tài)代理實現(xiàn)程序功能的統(tǒng)一維護(hù)的一種技術(shù)。

AOP是OOP的延續(xù)，是軟件開發(fā)中的一個熱點(diǎn)，也是Spring框架中的一個重要內(nèi)容，是函數(shù)式編程的一種衍生范型。利用AOP可以對業(yè)務(wù)邏輯的各個部分進(jìn)行隔離，從而使得業(yè)務(wù)邏輯各部分之間的耦合度降低，提高程序的可重用性，同時提高了開發(fā)的效率。

Spring AOP面向切面編程

接口調(diào)用耗時

現(xiàn)在我們有個接口要在日志中記錄接口耗時，我們會怎么做呢？一般我們會在接口開始和接口結(jié)束時獲取系統(tǒng)時間，然后二者一減就是接口耗時時間了。如下，在20行我們打印出接口耗時。

1@RestController2@Slf4j3publicclassLoginController?{4@Autowired5LoginService?loginService;6@RequestMapping("/login/{id}")7publicMap?login(@PathVariable("id")?Integer?id){8long?start?=?System.currentTimeMillis();9Map?result?=newHashMap<>();10result.put("status","0");11result.put("msg","失敗");12if(loginService.login(id))?{13result.put("status","1");14result.put("msg","成功");15}16long?end?=?System.currentTimeMillis();17log.info("耗時=>{}ms",end-start);18returnresult;19}20}

啟動類：

1@SpringBootApplication2publicclassSpringaopSbApplication{3publicstaticvoidmain(String[]?args){4SpringApplication.run(SpringaopSbApplication.class,args);5}6}

但是，如果所有接口都要記錄耗時時間呢？我們還按這種方式嗎？顯然不行，這種要在每個接口都加上同樣的代碼，而且如果后期你老板說去掉的話，你還有一個個的刪掉么？簡直是不可想象。。所以對于這種需求，其實是可以提煉出來的。我們想，統(tǒng)計接口的耗時時間，無非就是在接口的執(zhí)行前后記錄一下時然后相減打印出來即可，然后在這樣的地方去加入我們提煉出來的公共的代碼。這就好比在原來的業(yè)務(wù)代碼的基礎(chǔ)上，把原來的代碼橫切開來，在需要的地方加入公共的代碼，對原來的業(yè)務(wù)代碼起到功能增強(qiáng)的作用。這就是AOP的作用。

Spring AOP應(yīng)用場景 - 接口耗時記錄

下面我們來看看使用Spring AOP怎么滿足這個需求。

首先定義一個切面類TimeMoitor，其中pointCut()方法（修飾一組連接點(diǎn)）是一個切點(diǎn)，@Pointcut定義了一組連接點(diǎn)（使用表達(dá)式匹配）aroundTimeCounter()是要加入的功能，被@Around注解修飾，是一個環(huán)繞通知(Spring AOP通知的一種)，其實就是上面說的在方法執(zhí)行前后記錄時間然后相減再打印出來耗時時間。

1@Aspect2@Component3@Slf4j4publicclassTimeMoitor{5@Pointcut(value?="execution(*?com.walking.springaopsb.controller.*.*(..))")6publicvoidpointCut(){}78@Around(value?="com.walking.springaopsb.aop.TimeMoitor.pointCut()")9publicObjectaroundTimeCounter(ProceedingJoinPoint?jpx){10longstart?=?System.currentTimeMillis();11Object?proceed?=null;12try{13proceed?=?jpx.proceed();14}catch(Throwable?throwable)?{15throwable.printStackTrace();16}17longend?=?System.currentTimeMillis();18log.info("耗時=>{}ms",end-start);19returnproceed;20}21}

然后在LoginController#login方法里我們就可以把日志打印耗時時間的代碼刪掉了。

1@RestController2@Slf4j3publicclassLoginController?{4@Autowired5LoginService?loginService;6@RequestMapping("/login/{id}")7publicMap?login(@PathVariable("id")?Integer?id){8Map?result?=newHashMap<>();9result.put("status","0");10result.put("msg","失敗");11if(loginService.login(id))?{12result.put("status","1");13result.put("msg","成功");14}15returnresult;16}17}

再比如，LoginController里若是還有別的方法，也一樣可以應(yīng)用到。使用Spring AOP的控制臺日志：

Spring AOP的原理

以上就是Spring AOP的一個應(yīng)用場景。那Spring AOP的原理是什么呢，用的什么技術(shù)呢？其實就是反射+動態(tài)代理。代理用的就是JDK動態(tài)代理或cglib，那么Spring AOP什么時候用JDK動態(tài)代理什么時候用cglib？默認(rèn)使用哪種？

源碼分析

那么我們就通過源碼來看一下吧。首先我們將啟動類改一下，方便我們對源碼debug。

啟動類：

1@ComponentScan("com.walking.springaopsb.*")2@EnableAspectJAutoProxy3publicclassSpringaopSbApplication{4publicstaticvoidmain(String[]?args){5AnnotationConfigApplicationContext?applicationContext?=newAnnotationConfigApplicationContext(SpringaopSbApplication.class);6LoginController?loginController?=?(LoginController)?applicationContext.getBean("loginController");7loginController.login(123);8}9}

我們修改了一下啟動類，把斷點(diǎn)打在第6行，啟動，往下走一步，看loginController這個變量。

我們發(fā)現(xiàn)是cglib方式產(chǎn)生的代理類，說明從IoC容器里拿到的是代理類，到底是初始化IoC容器時生成的還是獲取時產(chǎn)生的呢？我們也跟隨源碼來看一下吧。

要知道的是，我們現(xiàn)在要看的是第5行還是第6行生成的代理類。先看第6 行的getBean吧，進(jìn)入這個方法

org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#getBean(java.lang.String)。

然后我們只看有return的地方，在進(jìn)入這個getBean（

org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#getBean(java.lang.String)）。

再看doGetBean（

org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#doGetBean）第120行sharedInstance已經(jīng)變成了代理類

所以我們進(jìn)入

org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton(java.lang.String)方法看看，重新運(yùn)行，然后再加個斷點(diǎn)，打到

org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton(java.lang.String, boolean)里。

走過88行后，singletonObject變成了代理類，所以關(guān)鍵點(diǎn)就是在this.singletonObjects.get(beanName);我們可以看到singletonObjects 是一個ConcurrentHashMap。原來IoC的實例在這個ConcurrentHashMap里。private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap(256);所以到這里我們就可以知道，這個代理類不是在getBean的時候生成的，即不是在啟動類的第6行生成的，那就是在第5行生成的，即在IoC容器初始化時產(chǎn)生的代理類。剛才那個ConcurrentHashMap是get的，那就肯定有put的時候。搜一下，還在這個類里，發(fā)現(xiàn)一個addSingleton方法，有倆地方調(diào)用，一個是在

org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#registerSingleton調(diào)用的，一個是在

org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton(java.lang.String,?org.springframework.beans.factory.ObjectFactory)

那就把斷點(diǎn)打到這倆方法里，看會走到哪個，把別的斷點(diǎn)都去掉，當(dāng)然了，因為spring還有別的自己的實例要獲取，IoC容器里還有spring自己的實例，所以這個斷點(diǎn)要加上條件，當(dāng)beanName是loginController時進(jìn)去斷點(diǎn)，這樣就方便多了。我們只保留第5行的代碼，因為getBean里面也會調(diào)getSingleton。

運(yùn)行啟動類，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入了getSingleton方法，但Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);返回的為null，所以繼續(xù)往下走。發(fā)現(xiàn)在第127行返回了代理類，看這行的getObject方法又不知道是那個實現(xiàn)類，所以我們?nèi)プ笙陆强捶椒?，找一下這個方法的上一個方法，

就是左下角的第二個方法doGetBean，發(fā)現(xiàn)傳的是一個匿名內(nèi)部類，這個匿名內(nèi)部類里調(diào)的是

org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#createBean所以我們把斷點(diǎn)走完，進(jìn)到這個createBean里打斷點(diǎn)，同樣加條件。斷點(diǎn)走過324行時變成代理類，即進(jìn)入

org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean看看，打個斷點(diǎn)同樣加條件

斷點(diǎn)走過doCreateBean方法第380行后產(chǎn)生了代理類，所以把斷點(diǎn)打到這個

org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#initializeBean(java.lang.String, java.lang.Object,?org.springframework.beans.factory.support.RootBeanDefinition)方法里，同樣加上條件，把別的斷點(diǎn)去掉，重新運(yùn)行。

當(dāng)走過1240行時已經(jīng)變成了代理類，所以把斷點(diǎn)打到這個

org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#applyBeanPostProcessorsAfterInitialization方法，同樣加上條件，把別的斷點(diǎn)去掉，重新運(yùn)行。

我們發(fā)現(xiàn)，這里有個循環(huán)，迭代的是

this.getBeanPostProcessors()的結(jié)果，我們看看這個是什么，是List，下圖是這個list的數(shù)據(jù)

? ??經(jīng)過幾次debug發(fā)現(xiàn)當(dāng)BeanPostProcessor為第四個元素時

AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator，result變成了代理類。關(guān)鍵就是在processor.postProcessAfterInitialization()這個方法，把斷點(diǎn)打進(jìn)去。

發(fā)現(xiàn)沒有

AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator這個實現(xiàn)類

那就看看這個

AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的父類吧，Ctrl + Alt + Shift + U查看AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的類圖依賴關(guān)系

發(fā)現(xiàn)AbstractAutoProxyCreator在上上個圖中，并且

AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator沒有重寫postProcessAfterInitialization方法，所以我們就看AbstractAutoProxyCreator的這個方法。

打斷點(diǎn)時發(fā)現(xiàn)Object bean不是代理類，那就看看

org.springframework.aop.framework.autoproxy.AbstractAutoProxyCreator#wrapIfNecessary方法。在這個方法中調(diào)用了createProxy()創(chuàng)建代理類，進(jìn)去看下。

這個方法最后return proxyFactory.getProxy(getProxyClassLoader());進(jìn)入getProxy方法看看

所以createAopProxy()方法返回AopProxy類型的實例，有倆實現(xiàn)類可供創(chuàng)建CglibAopProxy和JdkDynamicAopProxy，及cglib和jdk動態(tài)代理兩種。

那么究竟創(chuàng)建哪一種，就是我們今天要看的關(guān)鍵之處，所以我們進(jìn)入createAopProxy()方法看看。

再進(jìn)去

org.springframework.aop.framework.DefaultAopProxyFactory#createAopProxy方法看看。

config.isOptimize()和config.isProxyTargetClass()都默認(rèn)false這里創(chuàng)建logincontroller時config的數(shù)據(jù)如下

然后判斷targetClass是否為接口，這里我們的LoginController不是接口，就走了下面的return

所以Spring AOP使用JDK動態(tài)代理還是cglib取決于是否是接口，并沒有默認(rèn)的方式。我們改一下LoginController讓其實現(xiàn)接口

debug啟動，這時得到的代理類就是JDK動態(tài)代理。

為什么JDK動態(tài)代理必須是接口？

我們看一下這個問題，首先把LoginController改為實現(xiàn)ILoginBaseController接口，然后根據(jù)咱們上面的debug分析，在

org.springframework.aop.framework.ProxyFactory#getProxy(java.lang.ClassLoader)方法里createAopProxy().getProxy就是我們解決這個問題的入口，我們在getProxy里打上斷點(diǎn)，

JdkDynamicAopProxy#getProxy(java.lang.ClassLoader)方法里斷點(diǎn)加到return語句上

returnProxy.newProxyInstance(classLoader, proxiedInterfaces,this);復(fù)制代碼

然后在Proxy.newProxyInstance進(jìn)來加斷點(diǎn)，一步步往下走，在719行是關(guān)鍵

進(jìn)去

進(jìn)入proxyClassCache.get方法

然后第120行時關(guān)鍵，我們看這個apply方法是BiFunction接口的方法，有如下實現(xiàn)類，把鼠標(biāo)放到subKeyFactory上去發(fā)現(xiàn)是KeyFactory類型的，進(jìn)debug去看，沒有我們想要的

? ??

然后繼續(xù)往下走，有個while循環(huán)，經(jīng)過幾次debug，發(fā)現(xiàn)這個循環(huán)是關(guān)鍵，具體看圖中標(biāo)注

我們需要進(jìn)這個get

進(jìn)來get之后發(fā)現(xiàn)有一行關(guān)鍵點(diǎn)，就是下圖的230行，還是有個apply方法

剛才也說過了他有如下實現(xiàn)類

通過看valueFactory的類型知道他是ProxyClassFactory類型的，然后進(jìn)入這個類。他是Proxy類的一個靜態(tài)內(nèi)部類。

經(jīng)過多次debug發(fā)現(xiàn)639-643行是關(guān)鍵，其中第639行是獲取字節(jié)碼，然后第642行調(diào)用defineClass0（一個native方法）創(chuàng)建實例。

這里加個小插曲，為什么java的動態(tài)代理生成的代理類前面有個$Proxy呢，在這里可以得到答案。

回到剛才，字節(jié)碼我們看不懂，但是可以反編譯我們把639行拿出來寫個測試類

1publicclassTest{2publicstaticvoidmain(String[]?args)throwsException{3//獲取ILoginBaseController的字節(jié)碼4byte[]?bytes?=?ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy#MyLoginController",newClass[]{ILoginBaseController.class});5//輸出到MyLoginController.class文件6FileOutputStream?fileOutputStream?=newFileOutputStream(newFile("MyLoginController.class"));7fileOutputStream.write(bytes);8fileOutputStream.flush();9fileOutputStream.close();10}11}復(fù)制代碼

我們會看到生成了指定的文件

看到這個文件你是不是就明白為啥JDK動態(tài)代理只能是接口了嗎？原因就是?java中是單繼承多實現(xiàn)，$Proxy#MyLoginController類已經(jīng)繼承了Proxy類，所以不能在繼承別的類了只能實現(xiàn)接口，所以JDK動態(tài)代理只能是接口。

總結(jié)

通過以上的源碼分析我們弄清楚了，Spring AOP使用的代理機(jī)制了，并且是沒有默認(rèn)的代理，不是JDK動態(tài)代理就是cglib，以及為啥java的動態(tài)代理只能是接口。并且我們還看了一下spring的源碼，雖然看的不是非常的仔細(xì)，但是通過這樣看源碼我們的理解更加的加深了，也鍛煉了看源碼的能力。

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