本文节选自《Spring 5核心原理》
前面我们已经完成了Spring IoC、DI、MVC三大核心模块的功能,并保证了功能可用。接下来要完成Spring的另一个核心模块—AOP,这也是最难的部分。
1 基础配置
首先,在application.properties中增加如下自定义配置,作为Spring AOP的基础配置:
#多切面配置可以在key前面加前缀 #例如 aspect.logAspect. #切面表达式# pointCut=public .* com.tom.spring.demo.service..*Service..*(.*) #切面类# aspectClass=com.tom.spring.demo.aspect.LogAspect #切面前置通知# aspectBefore=before #切面后置通知# aspectAfter=after #切面异常通知# aspectAfterThrow=afterThrowing #切面异常类型# aspectAfterThrowingName=java.lang.Exception
为了加强理解,我们对比一下Spring AOP的原生配置:
<bean id="xmlAspect" class="com.gupaoedu.aop.aspect.XmlAspect"></bean> <!-- AOP配置 --> <aop:config> <!-- 声明一个切面,并注入切面Bean,相当于@Aspect --> <aop:aspect ref="xmlAspect"> <!-- 配置一个切入点,相当于@Pointcut --> <aop:pointcut expression="execution(* com.gupaoedu.aop.service..*(..))" id="simplePointcut"/> <!-- 配置通知,相当于@Before、@After、@AfterReturn、@Around、@AfterThrowing --> <aop:before pointcut-ref="simplePointcut" method="before"/> <aop:after pointcut-ref="simplePointcut" method="after"/> <aop:after-returning pointcut-ref="simplePointcut" method="afterReturn"/> <aop:after-throwing pointcut-ref="simplePointcut" method="afterThrow" throwing="ex"/> </aop:aspect> </aop:config>
为了方便,我们用properties文件来代替XML,以简化操作。
2 AOP核心原理V1.0版本
AOP的基本实现原理是利用动态代理机制,创建一个新的代理类完成代码织入,以达到代码功能增强的目的。如果各位小伙伴对动态代理原理不太了解的话,可以回看一下我前段时间更新的“设计模式就该这样学”系列中的动态代理模式专题文章。那么Spring AOP又是如何利用动态代理工作的呢?其实Spring主要功能就是完成解耦,将我们需要增强的代码逻辑单独拆离出来放到专门的类中,然后,通过声明配置文件来关联这些已经被拆离的逻辑,最后合并到一起运行。Spring容器为了保存这种关系,我们可以简单的理解成Spring是用一个Map保存保存这种关联关系的。Map的key就是我们要调用的目标方法,Map的value就是我们要织入的方法。只不过要织入的方法有前后顺序,因此我们需要标记织入方法的位置。在目标方法前面织入的逻辑叫做前置通知,在目标方法后面织入的逻辑叫后置通知,在目标方法出现异常时需要织入的逻辑叫异常通知。Map的具体设计如下:
private Map<Method,Map<String, Method>> methodAdvices = new HashMap<Method, Map<String, Method>>();
下面我完整的写出一个简易的ApplicationContex,小伙伴可以参考 一下:
import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.lang.reflect.Method; import java.util.HashMap; import java.util.Map; import java.util.Properties; import java.util.regex.Matcher; import java.util.regex.Pattern; public class GPApplicationContext { private Properties contextConfig = new Properties(); private Map<String,Object> ioc = new HashMap<String,Object>(); //用来保存配置文件中对应的Method和Advice的对应关系 private Map<Method,Map<String, Method>> methodAdvices = new HashMap<Method, Map<String, Method>>(); public GPApplicationContext(){ //为了演示,手动初始化一个Bean ioc.put("memberService", new MemberService()); doLoadConfig("application.properties"); doInitAopConfig(); } public Object getBean(String name){ return createProxy(ioc.get(name)); } private Object createProxy(Object instance){ return new GPJdkDynamicAopProxy(instance).getProxy(); } //加载配置文件 private void doLoadConfig(String contextConfigLocation) { //直接从类路径下找到Spring主配置文件所在的路径 //并且将其读取出来放到Properties对象中 //相对于scanPackage=com.gupaoedu.demo 从文件中保存到了内存中 InputStream is = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(contextConfigLocation); try { contextConfig.load(is); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally { if(null != is){ try { is.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } private void doInitAopConfig() { try { Class apectClass = Class.forName(contextConfig.getProperty("aspectClass")); Map<String,Method> aspectMethods = new HashMap<String,Method>(); for (Method method : apectClass.getMethods()) { aspectMethods.put(method.getName(),method); } //PonintCut 表达式解析为正则表达式 String pointCut = contextConfig.getProperty("pointCut") .replaceAll("\\.","\\\\.") .replaceAll("\\\\.\\*",".*") .replaceAll("\\(","\\\\(") .replaceAll("\\)","\\\\)"); Pattern pointCutPattern = Pattern.compile(pointCut); for (Map.Entry<String,Object> entry : ioc.entrySet()) { Class<?> clazz = entry.getValue().getClass(); //循环找到所有的方法 for (Method method : clazz.getMethods()) { //保存方法名 String methodString = method.toString(); if(methodString.contains("throws")){ methodString = methodString.substring(0,methodString.lastIndexOf("throws")).trim(); } Matcher matcher = pointCutPattern.matcher(methodString); if(matcher.matches()){ Map<String,Method> advices = new HashMap<String,Method>(); if(!(null == contextConfig.getProperty("aspectBefore") || "".equals( contextConfig.getProperty("aspectBefore")))){ advices.put("before",aspectMethods.get(contextConfig.getProperty("aspectBefore"))); } if(!(null == contextConfig.getProperty("aspectAfter") || "".equals( contextConfig.getProperty("aspectAfter")))){ advices.put("after",aspectMethods.get(contextConfig.getProperty("aspectAfter"))); } if(!(null == contextConfig.getProperty("aspectAfterThrow") || "".equals( contextConfig.getProperty("aspectAfterThrow")))){ advices.put("afterThrow",aspectMethods.get(contextConfig.getProperty("aspectAfterThrow"))); } methodAdvices.put(method,advices); } } } }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } } class GPJdkDynamicAopProxy implements GPInvocationHandler { private Object instance; public GPJdkDynamicAopProxy(Object instance) { this.instance = instance; } public Object getProxy() { return Proxy.newProxyInstance(instance.getClass().getClassLoader(),instance.getClass().getInterfaces(),this); } public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { Object aspectObject = Class.forName(contextConfig.getProperty("aspectClass")).newInstance(); Map<String,Method> advices = methodAdvices.get(instance.getClass().getMethod(method.getName(),method.getParameterTypes())); Object returnValue = null; advices.get("before").invoke(aspectObject); try { returnValue = method.invoke(instance, args); }catch (Exception e){ advices.get("afterThrow").invoke(aspectObject); e.printStackTrace(); throw e; } advices.get("after").invoke(aspectObject); return returnValue; } } }
测试代码:
public class MemberServiceTest { public static void main(String[] args) { GPApplicationContext applicationContext = new GPApplicationContext(); IMemberService memberService = (IMemberService)applicationContext.getBean("memberService"); try { memberService.get("1"); memberService.save(new Member()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
我们通过简单几百行代码,就可以完整地演示Spring AOP的核心原理,是不是很简单呢?当然,小伙伴们还是要自己动手哈亲自体验一下,这样才会印象深刻。下面,我们继续完善,将Spring AOP 1.0升级到2.0,那么2.0版本我是完全仿真Spring的原始设计来写的,希望能够给大家带来不一样的手写体验,从而更加深刻地理解Spring AOP的原理。
3 完成AOP顶层设计
3.1 GPJoinPoint
定义一个切点的抽象,这是AOP的基础组成单元。我们可以理解为这是某一个业务方法的附加信息。可想而知,切点应该包含业务方法本身、实参列表和方法所属的实例对象,还可以在GPJoinPoint中添加自定义属性,看下面的代码:
package com.tom.spring.formework.aop.aspect; import java.lang.reflect.Method; /** * 回调连接点,通过它可以获得被代理的业务方法的所有信息 */ public interface GPJoinPoint { Method getMethod(); //业务方法本身 Object[] getArguments(); //该方法的实参列表 Object getThis(); //该方法所属的实例对象 //在JoinPoint中添加自定义属性 void setUserAttribute(String key, Object value); //从已添加的自定义属性中获取一个属性值 Object getUserAttribute(String key); }
3.2 GPMethodInterceptor
方法拦截器是AOP代码增强的基本组成单元,其子类主要有GPMethodBeforeAdvice、GPAfterReturningAdvice和GPAfterThrowingAdvice。
package com.tom.spring.formework.aop.intercept; /** * 方法拦截器顶层接口 */ public interface GPMethodInterceptor{ Object invoke(GPMethodInvocation mi) throws Throwable; }
3.3 GPAopConfig
定义AOP的配置信息的封装对象,以方便在之后的代码中相互传递。
package com.tom.spring.formework.aop; import lombok.Data; /** * AOP配置封装 */ @Data public class GPAopConfig { //以下配置与properties文件中的属性一一对应 private String pointCut; //切面表达式 private String aspectBefore; //前置通知方法名 private String aspectAfter; //后置通知方法名 private String aspectClass; //要织入的切面类 private String aspectAfterThrow; //异常通知方法名 private String aspectAfterThrowingName; //需要通知的异常类型 }
3.4 GPAdvisedSupport
GPAdvisedSupport主要完成对AOP配置的解析。其中pointCutMatch()方法用来判断目标类是否符合切面规则,从而决定是否需要生成代理类,对目标方法进行增强。而getInterceptorsAndDynamic- InterceptionAdvice()方法主要根据AOP配置,将需要回调的方法封装成一个拦截器链并返回提供给外部获取。
package com.tom.spring.formework.aop.support; import com.tom.spring.formework.aop.GPAopConfig; import com.tom.spring.formework.aop.aspect.GPAfterReturningAdvice; import com.tom.spring.formework.aop.aspect.GPAfterThrowingAdvice; import com.tom.spring.formework.aop.aspect.GPMethodBeforeAdvice; import java.lang.reflect.Method; import java.util.*; import java.util.regex.Matcher; import java.util.regex.Pattern; /** * 主要用来解析和封装AOP配置 */ public class GPAdvisedSupport { private Class targetClass; private Object target; private Pattern pointCutClassPattern; private transient Map<Method, List<Object>> methodCache; private GPAopConfig config; public GPAdvisedSupport(GPAopConfig config){ this.config = config; } public Class getTargetClass() { return targetClass; } public void setTargetClass(Class targetClass) { this.targetClass = targetClass; parse(); } public Object getTarget() { return target; } public void setTarget(Object target) { this.target = target; } public List<Object> getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(Method method, Class<?> targetClass) throws Exception { List<Object> cached = methodCache.get(method); //缓存未命中,则进行下一步处理 if (cached == null) { Method m = targetClass.getMethod(method.getName(),method.getParameterTypes()); cached = methodCache.get(m); //存入缓存 this.methodCache.put(m, cached); } return cached; } public boolean pointCutMatch(){ return pointCutClassPattern.matcher(this.targetClass.toString()).matches(); } private void parse(){ //pointCut表达式 String pointCut = config.getPointCut() .replaceAll("\\.","\\\\.") .replaceAll("\\\\.\\*",".*") .replaceAll("\\(","\\\\(") .replaceAll("\\)","\\\\)"); String pointCutForClass = pointCut.substring(0,pointCut.lastIndexOf("\\(") - 4); pointCutClassPattern = Pattern.compile("class " + pointCutForClass.substring (pointCutForClass.lastIndexOf(" ")+1)); methodCache = new HashMap<Method, List<Object>>(); Pattern pattern = Pattern.compile(pointCut); try { Class aspectClass = Class.forName(config.getAspectClass()); Map<String,Method> aspectMethods = new HashMap<String,Method>(); for (Method m : aspectClass.getMethods()){ aspectMethods.put(m.getName(),m); } //在这里得到的方法都是原生方法 for (Method m : targetClass.getMethods()){ String methodString = m.toString(); if(methodString.contains("throws")){ methodString = methodString.substring(0,methodString.lastIndexOf("throws")).trim(); } Matcher matcher = pattern.matcher(methodString); if(matcher.matches()){ //能满足切面规则的类,添加到AOP配置中 List<Object> advices = new LinkedList<Object>(); //前置通知 if(!(null == config.getAspectBefore() || "".equals(config.getAspectBefore().trim()))) { advices.add(new GPMethodBeforeAdvice(aspectMethods.get (config.getAspectBefore()), aspectClass.newInstance())); } //后置通知 if(!(null == config.getAspectAfter() || "".equals(config.getAspectAfter(). trim()))) { advices.add(new GPAfterReturningAdvice(aspectMethods.get (config.getAspectAfter()), aspectClass.newInstance())); } //异常通知 if(!(null == config.getAspectAfterThrow() || "".equals(config.getAspectAfterThrow().trim()))) { GPAfterThrowingAdvice afterThrowingAdvice = new GPAfterThrowingAdvice (aspectMethods.get(config.getAspectAfterThrow()), aspectClass.newInstance()); afterThrowingAdvice.setThrowingName(config.getAspectAfterThrowingName()); advices.add(afterThrowingAdvice); } methodCache.put(m,advices); } } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
3.5 GPAopProxy
GPAopProxy是代理工厂的顶层接口,其子类主要有两个:GPCglibAopProxy和GPJdkDynamicAopProxy,分别实现CGlib代理和JDK Proxy代理。
package com.tom.spring.formework.aop; /** * 代理工厂的顶层接口,提供获取代理对象的顶层入口 */ //默认就用JDK动态代理 public interface GPAopProxy { //获得一个代理对象 Object getProxy(); //通过自定义类加载器获得一个代理对象 Object getProxy(ClassLoader classLoader); }
3.6 GPCglibAopProxy
本文未实现CglibAopProxy,感兴趣的“小伙伴”可以自行尝试。
package com.tom.spring.formework.aop; import com.tom.spring.formework.aop.support.GPAdvisedSupport; /** * 使用CGlib API生成代理类,在此不举例 * 感兴趣的“小伙伴”可以自行实现 */ public class GPCglibAopProxy implements GPAopProxy { private GPAdvisedSupport config; public GPCglibAopProxy(GPAdvisedSupport config){ this.config = config; } @Override public Object getProxy() { return null; } @Override public Object getProxy(ClassLoader classLoader) { return null; } }
3.7 GPJdkDynamicAopProxy
下面来看GPJdkDynamicAopProxy的实现,主要功能在invoke()方法中。从代码量来看其实不多,主要是调用了GPAdvisedSupport的getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice()方法获得拦截器链。在目标类中,每一个被增强的目标方法都对应一个拦截器链。
package com.tom.spring.formework.aop; import com.tom.spring.formework.aop.intercept.GPMethodInvocation; import com.tom.spring.formework.aop.support.GPAdvisedSupport; import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy; import java.util.List; /** * 使用JDK Proxy API生成代理类 */ public class GPJdkDynamicAopProxy implements GPAopProxy,InvocationHandler { private GPAdvisedSupport config; public GPJdkDynamicAopProxy(GPAdvisedSupport config){ this.config = config; } //把原生的对象传进来 public Object getProxy(){ return getProxy(this.config.getTargetClass().getClassLoader()); } @Override public Object getProxy(ClassLoader classLoader) { return Proxy.newProxyInstance(classLoader,this.config.getTargetClass().getInterfaces(),this); } //invoke()方法是执行代理的关键入口 @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { //将每一个JoinPoint也就是被代理的业务方法(Method)封装成一个拦截器,组合成一个拦截器链 List<Object> interceptorsAndDynamicMethodMatchers = config.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(method,this.config.getTargetClass()); //交给拦截器链MethodInvocation的proceed()方法执行 GPMethodInvocation invocation = new GPMethodInvocation(proxy,this.config.getTarget(), method,args,this.config.getTargetClass(),interceptorsAndDynamicMethodMatchers); return invocation.proceed(); } }
从代码中可以看出,从GPAdvisedSupport中获得的拦截器链又被当作参数传入GPMethodInvocation的构造方法中。那么GPMethodInvocation中到底又对方法链做了什么呢?
3.8 GPMethodInvocation
GPMethodInvocation的代码如下:
package com.tom.spring.formework.aop.intercept; import com.tom.spring.formework.aop.aspect.GPJoinPoint; import java.lang.reflect.Method; import java.util.List; /** * 执行拦截器链,相当于Spring中ReflectiveMethodInvocation的功能 */ public class GPMethodInvocation implements GPJoinPoint { private Object proxy; //代理对象 private Method method; //代理的目标方法 private Object target; //代理的目标对象 private Class<?> targetClass; //代理的目标类 private Object[] arguments; //代理的方法的实参列表 private List<Object> interceptorsAndDynamicMethodMatchers; //回调方法链 //保存自定义属性 private Map<String, Object> userAttributes; private int currentInterceptorIndex = -1; public GPMethodInvocation(Object proxy, Object target, Method method, Object[] arguments, Class<?> targetClass, List<Object> interceptorsAndDynamicMethodMatchers) { this.proxy = proxy; this.target = target; this.targetClass = targetClass; this.method = method; this.arguments = arguments; this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers = interceptorsAndDynamicMethodMatchers; } public Object proceed() throws Throwable { //如果Interceptor执行完了,则执行joinPoint if (this.currentInterceptorIndex == this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.size() - 1) { return this.method.invoke(this.target,this.arguments); } Object interceptorOrInterceptionAdvice = this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.get(++this.currentInterceptorIndex); //如果要动态匹配joinPoint if (interceptorOrInterceptionAdvice instanceof GPMethodInterceptor) { GPMethodInterceptor mi = (GPMethodInterceptor) interceptorOrInterceptionAdvice; return mi.invoke(this); } else { //执行当前Intercetpor return proceed(); } } @Override public Method getMethod() { return this.method; } @Override public Object[] getArguments() { return this.arguments; } @Override public Object getThis() { return this.target; } public void setUserAttribute(String key, Object value) { if (value != null) { if (this.userAttributes == null) { this.userAttributes = new HashMap<String,Object>(); } this.userAttributes.put(key, value); } else { if (this.userAttributes != null) { this.userAttributes.remove(key); } } } public Object getUserAttribute(String key) { return (this.userAttributes != null ? this.userAttributes.get(key) : null); } }
从代码中可以看出,proceed()方法才是MethodInvocation的关键所在。在proceed()中,先进行判断,如果拦截器链为空,则说明目标方法无须增强,直接调用目标方法并返回。如果拦截器链不为空,则将拦截器链中的方法按顺序执行,直到拦截器链中所有方法全部执行完毕。
4 设计AOP基础实现
4.1 GPAdvice
GPAdvice作为所有回调通知的顶层接口设计,在Mini版本中为了尽量和原生Spring保持一致,只是被设计成了一种规范,并没有实现任何功能。
/** * 回调通知顶层接口 */ public interface GPAdvice { }
4.2 GPAbstractAspectJAdvice
使用模板模式设计GPAbstractAspectJAdvice类,封装拦截器回调的通用逻辑,主要封装反射动态调用方法,其子类只需要控制调用顺序即可。
package com.tom.spring.formework.aop.aspect; import java.lang.reflect.Method; /** * 封装拦截器回调的通用逻辑,在Mini版本中主要封装了反射动态调用方法 */ public abstract class GPAbstractAspectJAdvice implements GPAdvice { private Method aspectMethod; private Object aspectTarget; public GPAbstractAspectJAdvice( Method aspectMethod, Object aspectTarget) { this.aspectMethod = aspectMethod; this.aspectTarget = aspectTarget; } //反射动态调用方法 protected Object invokeAdviceMethod(GPJoinPoint joinPoint,Object returnValue,Throwable ex) throws Throwable { Class<?> [] paramsTypes = this.aspectMethod.getParameterTypes(); if(null == paramsTypes || paramsTypes.length == 0) { return this.aspectMethod.invoke(aspectTarget); }else { Object[] args = new Object[paramsTypes.length]; for (int i = 0; i < paramsTypes.length; i++) { if(paramsTypes[i] == GPJoinPoint.class){ args[i] = joinPoint; }else if(paramsTypes[i] == Throwable.class){ args[i] = ex; }else if(paramsTypes[i] == Object.class){ args[i] = returnValue; } } return this.aspectMethod.invoke(aspectTarget,args); } } }
4.3 GPMethodBeforeAdvice
GPMethodBeforeAdvice继承GPAbstractAspectJAdvice,实现GPAdvice和GPMethodInterceptor接口,在invoke()中控制前置通知的调用顺序。
package com.tom.spring.formework.aop.aspect; import com.tom.spring.formework.aop.intercept.GPMethodInterceptor; import com.tom.spring.formework.aop.intercept.GPMethodInvocation; import java.lang.reflect.Method; /** * 前置通知具体实现 */ public class GPMethodBeforeAdvice extends GPAbstractAspectJAdvice implements GPAdvice, GPMethodInterceptor { private GPJoinPoint joinPoint; public GPMethodBeforeAdvice(Method aspectMethod, Object target) { super(aspectMethod, target); } public void before(Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable { invokeAdviceMethod(this.joinPoint,null,null); } public Object invoke(GPMethodInvocation mi) throws Throwable { this.joinPoint = mi; this.before(mi.getMethod(), mi.getArguments(), mi.getThis()); return mi.proceed(); } }
4.4 GPAfterReturningAdvice
GPAfterReturningAdvice继承GPAbstractAspectJAdvice,实现GPAdvice和GPMethodInterceptor接口,在invoke()中控制后置通知的调用顺序。
package com.tom.spring.formework.aop.aspect; import com.tom.spring.formework.aop.intercept.GPMethodInterceptor; import com.tom.spring.formework.aop.intercept.GPMethodInvocation; import java.lang.reflect.Method; /** * 后置通知具体实现 */ public class GPAfterReturningAdvice extends GPAbstractAspectJAdvice implements GPAdvice, GPMethodInterceptor { private GPJoinPoint joinPoint; public GPAfterReturningAdvice(Method aspectMethod, Object target) { super(aspectMethod, target); } @Override public Object invoke(GPMethodInvocation mi) throws Throwable { Object retVal = mi.proceed(); this.joinPoint = mi; this.afterReturning(retVal, mi.getMethod(), mi.getArguments(), mi.getThis()); return retVal; } public void afterReturning(Object returnValue, Method method, Object[] args,Object target) throws Throwable{ invokeAdviceMethod(joinPoint,returnValue,null); } }
4.5 GPAfterThrowingAdvice
GPAfterThrowingAdvice继承GPAbstractAspectJAdvice,实现GPAdvice和GPMethodInterceptor接口,在invoke()中控制异常通知的调用顺序。
package com.tom.spring.formework.aop.aspect; import com.tom.spring.formework.aop.intercept.GPMethodInterceptor; import com.tom.spring.formework.aop.intercept.GPMethodInvocation; import java.lang.reflect.Method; /** * 异常通知具体实现 */ public class GPAfterThrowingAdvice extends GPAbstractAspectJAdvice implements GPAdvice, GPMethodInterceptor { private String throwingName; private GPMethodInvocation mi; public GPAfterThrowingAdvice(Method aspectMethod, Object target) { super(aspectMethod, target); } public void setThrowingName(String name) { this.throwingName = name; } @Override public Object invoke(GPMethodInvocation mi) throws Throwable { try { return mi.proceed(); }catch (Throwable ex) { invokeAdviceMethod(mi,null,ex.getCause()); throw ex; } } }
感兴趣的“小伙伴”可以参看Spring源码,自行实现环绕通知的调用逻辑。
4.6 接入getBean()方法
在上面的代码中,我们已经完成了Spring AOP模块的核心功能,那么接下如何集成到IoC容器中去呢?找到GPApplicationContext的getBean()方法,我们知道getBean()中负责Bean初始化的方法其实就是instantiateBean(),在初始化时就可以确定是否返回原生Bean或Proxy Bean。代码实现如下:
//传一个BeanDefinition,返回一个实例Bean private Object instantiateBean(GPBeanDefinition beanDefinition){ Object instance = null; String className = beanDefinition.getBeanClassName(); try{ //因为根据Class才能确定一个类是否有实例 if(this.singletonBeanCacheMap.containsKey(className)){ instance = this.singletonBeanCacheMap.get(className); }else{ Class<?> clazz = Class.forName(className); instance = clazz.newInstance(); GPAdvisedSupport config = instantionAopConfig(beanDefinition); config.setTargetClass(clazz); config.setTarget(instance); if(config.pointCutMatch()) { instance = createProxy(config).getProxy(); } this.factoryBeanObjectCache.put(className,instance); this.singletonBeanCacheMap.put(beanDefinition.getFactoryBeanName(),instance); } return instance; }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } return null; } private GPAdvisedSupport instantionAopConfig(GPBeanDefinition beanDefinition) throws Exception{ GPAopConfig config = new GPAopConfig(); config.setPointCut(reader.getConfig().getProperty("pointCut")); config.setAspectClass(reader.getConfig().getProperty("aspectClass")); config.setAspectBefore(reader.getConfig().getProperty("aspectBefore")); config.setAspectAfter(reader.getConfig().getProperty("aspectAfter")); config.setAspectAfterThrow(reader.getConfig().getProperty("aspectAfterThrow")); config.setAspectAfterThrowingName(reader.getConfig().getProperty("aspectAfterThrowingName")); return new GPAdvisedSupport(config); } private GPAopProxy createProxy(GPAdvisedSupport config) { Class targetClass = config.getTargetClass(); if (targetClass.getInterfaces().length > 0) { return new GPJdkDynamicAopProxy(config); } return new GPCglibAopProxy(config); }
从上面的代码中可以看出,在instantiateBean()方法中调用createProxy()决定代理工厂的调用策略,然后调用代理工厂的proxy()方法创建代理对象。最终代理对象将被封装到BeanWrapper中并保存到IoC容器。
5 织入业务代码
通过前面的代码编写,所有的核心模块和底层逻辑都已经实现,“万事俱备,只欠东风。”接下来,该是“见证奇迹的时刻了”。我们来织入业务代码,做一个测试。创建LogAspect类,实现对业务方法的监控。主要记录目标方法的调用日志,获取目标方法名、实参列表、每次调用所消耗的时间。
5.1 LogAspect
LogAspect的代码如下:
package com.tom.spring.demo.aspect; import com.tom.spring.formework.aop.aspect.GPJoinPoint; import lombok.extern.slf4j.Slf4j; import java.util.Arrays; /** * 定义一个织入的切面逻辑,也就是要针对目标代理对象增强的逻辑 * 本类主要完成对方法调用的监控,监听目标方法每次执行所消耗的时间 */ @Slf4j public class LogAspect { //在调用一个方法之前,执行before()方法 public void before(GPJoinPoint joinPoint){ joinPoint.setUserAttribute("startTime_" + joinPoint.getMethod().getName(),System.currentTimeMillis()); //这个方法中的逻辑是由我们自己写的 log.info("Invoker Before Method!!!" + "\nTargetObject:" + joinPoint.getThis() + "\nArgs:" + Arrays.toString(joinPoint.getArguments())); } //在调用一个方法之后,执行after()方法 public void after(GPJoinPoint joinPoint){ log.info("Invoker After Method!!!" + "\nTargetObject:" + joinPoint.getThis() + "\nArgs:" + Arrays.toString(joinPoint.getArguments())); long startTime = (Long) joinPoint.getUserAttribute("startTime_" + joinPoint.getMethod().getName()); long endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("use time :" + (endTime - startTime)); } public void afterThrowing(GPJoinPoint joinPoint, Throwable ex){ log.info("出现异常" + "\nTargetObject:" + joinPoint.getThis() + "\nArgs:" + Arrays.toString(joinPoint.getArguments()) + "\nThrows:" + ex.getMessage()); } }
通过上面的代码可以发现,每一个回调方法都加了一个参数GPJoinPoint,还记得GPJoinPoint为何物吗?事实上,GPMethodInvocation就是GPJoinPoint的实现类。而GPMethodInvocation又是在GPJdkDynamicAopPorxy的invoke()方法中实例化的,即每个被代理对象的业务方法会对应一个GPMethodInvocation实例。也就是说,MethodInvocation的生命周期是被代理对象中业务方法的生命周期的对应。前面我们已经了解,调用GPJoinPoint的setUserAttribute()方法可以在GPJoinPoint中自定义属性,调用getUserAttribute()方法可以获取自定义属性的值。
在LogAspect的before()方法中,在GPJoinPoint中设置了startTime并赋值为系统时间,即记录方法开始调用时间到MethodInvocation的上下文。在LogAspect的after()方法中获取startTime,再次获取的系统时间保存到endTime。在AOP拦截器链回调中,before()方法肯定在after()方法之前调用,因此两次获取的系统时间会形成一个时间差,这个时间差就是业务方法执行所消耗的时间。通过这个时间差,就可以判断业务方法在单位时间内的性能消耗,是不是设计得非常巧妙?事实上,市面上几乎所有的系统监控框架都是基于这样一种思想来实现的,可以高度解耦并减少代码侵入。
5.2 IModifyService
为了演示异常回调通知,我们给之前定义的IModifyService接口的add()方法添加了抛出异常的功能,看下面的代码实现:
package com.tom.spring.demo.service; /** * 增、删、改业务 */ public interface IModifyService { /** * 增加 */ String add(String name, String addr) throws Exception; /** * 修改 */ String edit(Integer id, String name); /** * 删除 */ String remove(Integer id); }
5.3 ModifyService
ModifyService的代码如下:
package com.tom.spring.demo.service.impl; import com.tom.spring.demo.service.IModifyService; import com.tom.spring.formework.annotation.GPService; /** * 增、删、改业务 */ @GPService public class ModifyService implements IModifyService { /** * 增加 */ public String add(String name,String addr) throws Exception { throw new Exception("故意抛出异常,测试切面通知是否生效"); // return "modifyService add,name=" + name + ",addr=" + addr; } /** * 修改 */ public String edit(Integer id,String name) { return "modifyService edit,id=" + id + ",name=" + name; } /** * 删除 */ public String remove(Integer id) { return "modifyService id=" + id; } }
6 运行效果演示
在浏览器中输入 http://localhost/web/add.json?name=Tom&addr=HunanChangsha ,就可以直观明了地看到Service层抛出的异常信息,如下图所示。
控制台输出如下图所示。
通过控制台输出,可以看到异常通知成功捕获异常信息,触发了GPMethodBeforeAdvice 和GPAfterThrowingAdvice,而并未触发GPAfterReturningAdvice,符合我们的预期。
下面再做一个测试,输入 http://localhost/web/query.json?name=Tom ,结果如下图所示:
控制台输出如下图所示:
通过控制台输出可以看到,分别捕获了前置通知、后置通知,并打印了相关信息,符合我们的预期。
至此AOP模块大功告成,是不是有一种小小的成就感,跃跃欲试?在整个Mini版本实现中有些细节没有过多考虑,更多的是希望给“小伙伴们”提供一种学习源码的思路。手写源码不是为了重复造轮子,也不是为了装“高大上”,其实只是我们推荐给大家的一种学习方式。
本文为“Tom弹架构”原创,转载请注明出处。技术在于分享,我分享我快乐!
如果您有任何建议也可留言评论或私信,您的支持是我坚持创作的动力。
原创不易,坚持很酷,都看到这里了,小伙伴记得点赞、收藏、在看,一键三连加关注!如果你觉得内容太干,可以分享转发给朋友滋润滋润!