Spring AOP的實現原理

AOP（Aspect Orient Programming），我們一般稱為面向方面（切面）編程，作為面向對象的一種補充，用于處理系統中分布于各個模塊的橫切關注點，比如事務管理、日志、緩存等等。AOP實現的關鍵在于AOP框架自動創建的AOP代理，AOP代理主要分為靜態代理和動態代理，靜態代理的代表為AspectJ；而動態代理則以Spring AOP為代表。本文會分別對AspectJ和Spring AOP的實現進行分析和介紹。

使用AspectJ的編譯時增強實現AOP

之前提到，AspectJ是靜態代理的增強，所謂的靜態代理就是AOP框架會在編譯階段生成AOP代理類，因此也稱為編譯時增強。

舉個實例的例子來說。首先我們有一個普通的Hello類

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編寫一個Aspect

public?aspect TxAspect {
? ?void?around():call(void?Hello.sayHello()){
? ? ? ?System.out.println("開始事務 ...");
? ? ? ?proceed();
? ? ? ?System.out.println("事務結束 ...");
? ?}
}

這里模擬了一個事務的場景，類似于Spring的聲明式事務。使用AspectJ的編譯器編譯

ajc?-d?.?Hello.java?TxAspect.aj

編譯完成之后再運行這個Hello類，可以看到以下輸出

開始事務 ...
hello
事務結束 ...

顯然，AOP已經生效了，那么究竟AspectJ是如何在沒有修改Hello類的情況下為Hello類增加新功能的呢？

查看一下編譯后的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，這個類比原來的Hello.java多了一些代碼，這就是AspectJ的靜態代理，它會在編譯階段將Aspect織入Java字節碼中， 運行的時候就是經過增強之后的AOP對象。

public void ajc$around$com_listenzhangbin_aop_TxAspect$1$f54fe983(AroundClosure ajc$aroundClosure) {
? ? ? ?System.out.println("開始事務 ...");
? ? ? ?ajc$around$com_listenzhangbin_aop_TxAspect$1$f54fe983proceed(ajc$aroundClosure);
? ? ? ?System.out.println("事務結束 ...");
? ?}

從Aspect編譯后的class文件可以更明顯的看出執行的邏輯。proceed方法就是回調執行被代理類中的方法。

使用Spring AOP

與AspectJ的靜態代理不同，Spring AOP使用的動態代理，所謂的動態代理就是說AOP框架不會去修改字節碼，而是在內存中臨時為方法生成一個AOP對象，這個AOP對象包含了目標對象的全部方法，并且在特定的切點做了增強處理，并回調原對象的方法。

Spring AOP中的動態代理主要有兩種方式，JDK動態代理和CGLIB動態代理。JDK動態代理通過反射來接收被代理的類，并且要求被代理的類必須實現一個接口。JDK動態代理的核心是InvocationHandler接口和Proxy類。

如果目標類沒有實現接口，那么Spring AOP會選擇使用CGLIB來動態代理目標類。CGLIB（Code Generation Library），是一個代碼生成的類庫，可以在運行時動態的生成某個類的子類，注意，CGLIB是通過繼承的方式做的動態代理，因此如果某個類被標記為final，那么它是無法使用CGLIB做動態代理的。

為了驗證以上的說法，可以做一個簡單的測試。首先測試實現接口的情況。

定義一個接口

public?interface?Person {
? ?String?sayHello(String?name);
}

實現類

@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);
? ?}

}

這里的@Timer注解是我自己定義的一個普通注解，用來標記Pointcut。

定義Aspect

@Aspect@Component
br/>@Component

? ?@Pointcut("@annotation(com.listenzhangbin.aop.Timer)")
? ?public void pointcut() {
? ?}

? ?@Before("pointcut()")
? ?public void before() {
? ? ? ?System.out.println("before");
? ?}
}

運行

@SpringBootApplication@RestController
br/>@RestController

? ?//這里必須使用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);
? ?}
}

輸出

before
-- sayHello() --
class?com.sun.proxy.$Proxy53

可以看到類型是com.sun.proxy.$Proxy53，也就是前面提到的Proxy類，因此這里Spring AOP使用了JDK的動態代理。

再來看看不實現接口的情況，修改Chinese類

@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);
? ?}

}

運行

@SpringBootApplication@RestController
br/>@RestController

? ?//直接用Chinese類注入
? ?@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);
? ?}
}

輸出

before
-- sayHello() --
class com.listenzhangbin.aop.Chinese$$EnhancerBySpringCGLIB$$56b89168

可以看到類被CGLIB增強了，也就是動態代理。這里的CGLIB代理就是Spring AOP的代理，這個類也就是所謂的AOP代理，AOP代理類在切點動態地織入了增強處理。

小結

AspectJ在編譯時就增強了目標對象，Spring AOP的動態代理則是在每次運行時動態的增強，生成AOP代理對象，區別在于生成AOP代理對象的時機不同，相對來說AspectJ的靜態代理方式具有更好的性能，但是AspectJ需要特定的編譯器進行處理，而Spring AOP則無需特定的編譯器處理。