Spring AOP 的實現原理

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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，用於處理系統中分佈於各個模塊的橫切關注點，比如事務管理、日誌、緩存等等。AOP實現的關鍵在於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

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 ...");

}

}

這裡模擬了一個事務的場景，類似於Spring的聲明式事務。使用AspectJ的編譯器編譯

編譯完成之後再運行這個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，那麼究竟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位元組碼中， 運行的時候就是經過增強之後的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框架不會去修改位元組碼，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，並且在特定的切點做了增強處理，並回調原對象的方法。

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，並且要求被代理的類必須實現一個介面。JDK動態代理的核心是InvocationHandler介面和Proxy類。

如果目標類沒有實現介面，那麼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，那麼它是無法使用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。首先測試實現介面的情況。

定義一個介面

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);

}

}

這裡的@Timer註解是我自己定義的一個普通註解，用來標記Pointcut。

定義Aspect

@Aspect

@Component

public class AdviceTest {

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

public void pointcut {

}

@Before("pointcut")

public void before {

System.out.println("before");

}

}

運行

@SpringBootApplication

@RestController

public class SpringBootDemoApplication {

//這裡必須使用Person介面做注入

@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，因此這裡Spring AOP使用了JDK的動態代理。

再來看看不實現介面的情況，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

public class SpringBootDemoApplication {

//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

可以看到類被CGLIB增強了，也就是動態代理。這裡的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，區別在於生成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。

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