你有几年没回老家了?

我有三年。

今年怕是又回不去了,有些想家了。。。

你呢?

前言

前几篇文章本打算写spring aop的,但是强忍着没有写(旁白:也有可能是没想好该怎么写😝),就是为了今天整个专题,因为它是spring中最核心的技术之一,实在太重要了。

关于spring aop的文章网上一搜一大堆,但我想写点不一样的东西,尝试一种全新的写作风格,希望您会喜欢。

从实战出发

很多文章讲spring aop的时候,一开始就整一堆概念,等我们看得差不多要晕的时候,才真正进入主题。。。

我却相反,没错,先从实战出发。

在spring aop还没出现之前,想要在目标方法之前先后加上日志打印的功能,我们一般是这样做的:

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@Service
public class TestService {

    public void doSomething1() {
        beforeLog();
        System.out.println("==doSomething1==");
        afterLog();
    }

    public void doSomething2() {
        beforeLog();
        System.out.println("==doSomething1==");
        afterLog();
    }

    public void doSomething3() {
        beforeLog();
        System.out.println("==doSomething1==");
        afterLog();
    }

    public void beforeLog() {
        System.out.println("打印请求日志");
    }

    public void afterLog() {
        System.out.println("打印响应日志");
    }
}

如果加了新doSomethingXXX方法,就需要在新方法前后手动加beforeLog和afterLog方法。

原本相安无事的,但长此以往,总有会出现几个刺头青。

刺头青A说:每加一个新方法,都需要加两行重复的代码,是不是很麻烦?

刺头青B说:业务代码和公共代码是不是耦合在一起了?

刺头青C说:如果有几千个类中加了公共代码,而有一天我需要删除,是不是要疯了?

spring大师们说:我们提供一套spring的aop机制,你们可以闭嘴了。

下面看看用spring aop(偷偷说一句,还用了aspectj)是如何打印日志的:

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@Service
public class TestService {

    public void doSomething1() {
        System.out.println("==doSomething1==");
    }

    public void doSomething2() {
        System.out.println("==doSomething1==");
    }

    public void doSomething3() {
        System.out.println("==doSomething1==");
    }
}
@Component
@Aspect
public class LogAspect {

    @Pointcut("execution(public * com.sue.cache.service.*.*(..))")
    public void pointcut() {
    }

    @Before("pointcut()")
    public void beforeLog() {
        System.out.println("打印请求日志");
    }

    @After("pointcut()")
    public void afterLog() {
        System.out.println("打印响应日志");
    }
}

增加了LogAspect类,在类上加了@Aspect注解。先在类中使用@Pointcut注解定义了pointcut方法,然后将beforeLog和afterLog方法移到这个类中,分别加上@Before和@After注解。

改造后,业务方法在TestService类中,而公共方法在LogAspect类中,是分离的。如果要新加一个业务方法,直接加就好,LogAspect类不用改任何代码,新加的业务方法就自动拥有打印日志的功能,是不是很神奇?

spring aop其实是一种横切的思想,通过动态代理技术将公共代码织入到业务方法中。

这里出于5毛钱的友情,有必要温馨提醒一下。aop是一种思想,不是spring独有的,目前市面上比较出名的有:

  • aspectj
  • spring aop
  • jboss aop

我们现在主流的做法是将spring aop和aspectj结合使用,spring借鉴了AspectJ的切面,以提供注解驱动的AOP。 此时,一个黑影一闪而过。

刺头青D问:你说的“横切”,“动态代理”,“织入” 是什么东东?

几个重要的概念

根据上面spring aop的代码,用一张图聊聊几个重要的概念:

  • 连接点(Joinpoint) 程序执行的某个特定位置,如某个方法调用前,调用后,方法抛出异常后,这些代码中的特定点称为连接点。
  • 切点(Pointcut) 每个程序的连接点有多个,如何定位到某个感兴趣的连接点,就需要通过切点来定位。
  • 通知(Advice) 增强是织入到目标类连接点上的一段程序代码。
  • 切面(Aspect) 切面由切点和通知组成,它既包括了横切逻辑的定义,也包括了连接点的定义,SpringAOP就是将切面所定义的横切逻辑织入到切面所制定的连接点中。
  • 目标对象(Target) 需要被增强的业务对象
  • 代理类(Proxy) 一个类被AOP织入增强后,就产生了一个代理类。
  • 织入(Weaving) 织入就是将增强添加到对目标类具体连接点上的过程。

还是那个刺头青D说(旁边:这位仁兄比较好学):spring aop概念弄明白了,挺简单的。@Pointcut注解的execution表达式刚刚看得我一脸懵逼,可以再说说吗,我请你吃饭?

切入点表达式

@Pointcut注解的execution切入点表达,看似简单,里面还是有些内容的。为了更直观一些,还是用张图来总结一下:

该表达式的含义是:匹配访问权限是public,任意返回值,包名为:com.sue.cache.service,下面的所有类所有方法和所有参数类型。图中所有用*表示,比如图中类名用.*表示的是所有类。如果具体匹配某个类,比如:TestService,则表达式可以换成:

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@Pointcut("execution(public * com.sue.cache.service.TestService.*(..))")

其实spring支持9种表达式,execution只是其中一种。

有哪些入口?

先说说我为什么会问这样一个问题?

spring aop有哪些入口?说人话就是在问:spring中有哪些场景需要调用aop生成代理对象,难道你不好奇吗?

入口1

AbstractAutowireCapableBeanFactory类的createBean方法中,有这样一段代码:

它通过BeanPostProcessor提供了一个生成代理对象的机会。具体逻辑在AbstractAutoProxyCreator类的postProcessBeforeInstantiation方法中:

说白了,需要实现TargetSource才有可能会生成代理对象。该接口是对Target目标对象的封装,通过该接口可以获取到目标对象的实例。

不出意外,这时,又会冒出一个黑影。

刺头青F说:这里生成代理对象有什么用呢?

有时我们想自己控制bean的创建和初始化,而不需要通过spring容器,这时就可以通过实现TargetSource满足要求。只是创建单纯的实例还好,如果我们想使用代理该怎么办呢?这时候,入口1的作用就体现出来了。

入口2

AbstractAutowireCapableBeanFactory类的doCreateBean方法中,有这样一段代码:

它主要作用是为了解决对象的循环依赖问题,核心思路是提前暴露singletonFactory到缓存中。

通过getEarlyBeanReference方法生成代理对象:

它又会调用wrapIfNecessary方法:

这里有你想看到的生成代理的逻辑。

这时。。。。,你猜错了,黑影去吃饭了。。。

入口3

AbstractAutowireCapableBeanFactory类的initializeBean方法中,有这样一段代码:

它会调用到AbstractAutoProxyCreator类postProcessAfterInitialization方法:

该方法中能看到我们熟悉的面孔:wrapIfNecessary方法。从上面得知该方法里面包含了真正生成代理对象的逻辑。

这个入口,是为了给普通bean能够生成代理用的,是spring最常见并且使用最多的入口。

下面为了加深印象,用一张图总结一下:

jdk动态代理 vs cglib

我猜你们对jdk动态代理和cglib是知道的(即使猜错了也不会少块肉😃),但为了照顾一下新朋友,还是有必要把这两种生成代理的方式拿出来说说。

jdk动态代理

jdk动态代理是通过反射技术实现的,生成代理的代码如下:

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public interface IUser {
    void add();
}

public class User implements IUser{
    @Override
    public void add() {
        System.out.println("===add===");
    }
}

public class JdkProxy implements InvocationHandler {

    private Object target;

    public Object getProxy(Object target) {
        this.target = target;
        return Proxy.newProxyInstance(this.getClass().getClassLoader(),target.getClass().getInterfaces(),this);
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        before();
        Object result = method.invoke(target,args);
        after();
        return result;
    }

    private void before() {
        System.out.println("===before===");
    }

    private void after() {
        System.out.println("===after===");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User();
        JdkProxy jdkProxy = new JdkProxy();
        IUser proxy = (IUser)jdkProxy.getProxy(user);
        proxy.add();
    }
}

首先要定义一个接口IUser,然后定义接口实现类User,再定义类JdkProxy实现InvocationHandler接口,重写invoke方法,该方法中实现额外的逻辑。当然,别忘了在getProxy方法中,用Proxy.newProxyInstance方法创建一个代理对象。

jdk动态代理三个要素:

  • 定义一个接口
  • 实现InvocationHandler接口
  • 使用Proxy创建代理对象

cglib

cglib底层是通过asm字节码技术实现的,生成代理的代码如下:

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public class User {
    public void add() {
        System.out.println("===add===");
    }
}

public class CglibProxy implements MethodInterceptor {

    private Object target;

    public Object getProxy(Object target) {
        this.target = target;
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(target.getClass());
        enhancer.setCallback(this);
        return enhancer.create();
    }

    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        before();
        Object result = method.invoke(target,objects);
        after();
        return result;
    }

    private void before() {
        System.out.println("===before===");
    }

    private void after() {
        System.out.println("===after===");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User();
        CglibProxy cglibProxy = new CglibProxy();
        IUser proxy = (IUser)cglibProxy.getProxy(user);
        proxy.add();
    }
}

这里不需要定义接口,直接定义目标类User,然后实现MethodInterceptor接口,重写intercept方法,该方法中实现额外的逻辑。当然,别忘了在getProxy方法中,通过Enhancer创建代理对象。

cglib两个要素:

  • 实现MethodInterceptor接口
  • 使用Enhancer创建代理对象

spring中如何用的?

DefaultAopProxyFactory类的createAopProxy方法中,有这样一段代码:

它里面包含:

  • JdkDynamicAopProxy jdk动态代理生成类
  • ObjenesisCglibAopProxy cglib代理生成类
  • JdkDynamicAopProxy类的invoke方法生成的代理对象。而ObjenesisCglibAopProxy类的父类:CglibAopProxy,它的getProxy方法生成的代理对象。

哪个更好?

我猜,不是刺头青,是你,可能会来自灵魂深处的一问:jdk动态代理和cglib哪个更好?

其实这个问题没有标准答案,要看具体的业务场景:

  1. 没有定义接口,只能使用cglib,不说它好不行。
  2. 定义了接口,需要创建单例或少量对象,调用多次时,可以使用jdk动态代理,因为它创建时更耗时,但调用时速度更快。
  3. 定义了接口,需要创建多个对象时,可以使用cglib,因为它创建速度更快。

随着jdk版本不断迭代更新,jdk动态代理创建耗时不断被优化,8以上的版本中,跟cglib已经差不多。所以spring官方默认推荐使用jdk动态代理,因为它调用速度更快。

出于人道主义关怀,免费赠送一条有用经验:如果要强制使用cglib,可以通过以下两种方式:

  • spring.aop.proxy-target-class=true
  • @EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = true)

五种通知

spring默认提供了五种通知:

按照国际惯例,不,按照我个人习惯,先看看他们是怎么用的。

前置通知

该通知在方法执行之前执行,只需在公共方法上加@Before注解,就能定义前置通知:

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@Before("pointcut()")
public void beforeLog(JoinPoint joinPoint) {
    System.out.println("打印请求日志");
}

后置通知

该通知在方法执行之后执行,只需在公共方法上加@After注解,就能定义后置通知:

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@After("pointcut()")
public void afterLog(JoinPoint joinPoint) {
    System.out.println("打印响应日志");
}

环绕通知

该通知在方法执行前后执行,只需在公共方法上加@Round注解,就能定义环绕通知:

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@Around("pointcut()")
public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
    System.out.println("打印请求日志");
    Object result = joinPoint.proceed();
    System.out.println("打印响应日志");
    return result;
}

结果通知

该通知在方法结束后执行,能够获取方法返回结果,只需在公共方法上加@AfterReturning注解,就能定义结果通知:

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@AfterReturning(pointcut = "pointcut()",returning = "retVal")
public void afterReturning(JoinPoint joinPoint, Object retVal) {
    System.out.println("获取结果:"+retVal);
}

异常通知

该通知在方法抛出异常之后执行,只需在公共方法上加@AfterThrowing注解,就能定义异常通知:

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@AfterThrowing(pointcut = "pointcut()", throwing = "e")
public void afterThrowing(JoinPoint joinPoint, Throwable e) {
    System.out.println("异常:"+e);
}

spring aop给这五种通知,分别分配了一个xxxAdvice类。在ReflectiveAspectJAdvisorFactory类的getAdvice方法中可以看得到:

下面用一张图总结一下对应关系:

这五种xxxAdvice类都实现了Advice接口,但是有些差异。

下面三个xxxAdvice类实现了MethodInterceptor接口:

而另外两个类:AspectJMethodBeforeAdvice 和 AspectJAfterReturningAdvice 没有实现上面的接口,这是为什么?

(这里留点悬念,后面的文章会揭晓谜题,敬请期待。)

一个猝不及防,依然是那个刺头青D,放下碗冲过来问了句:这五种通知的执行顺序是怎么样的?

单个切面正常情况

单个切面异常情况

多个切面正常情况

多个切面异常情况

当有多有切面时,按照可以通过@Order(n)指定执行顺序,n值越小越先执行。

为什么使用链式调用?

这个问题没人问,是我自己想聊聊(旁白:因为我长得帅,有点自恋了)。

先看看spring是如何使用链式调用的,在ReflectiveMethodInvocation的proceed方法中,有这样一段代码:

下面用一张图捋一捋上面的逻辑:

图中包含了一个递归的链式调用,为什么要这样设计呢?

假如不这样设计,我们代码中是不是需要写很多if…else,根据不同的切面和通知单独处理?

而spring巧妙的使用责任链模式消除了原本需要大量的if…else判断,让代码的扩展性更好,很好的体现了开闭原则:对扩展开放,对修改关闭。

缓存中存的原始还是代理对象?

我们知道spring中为了性能考虑是有缓存的,通常说包含了三级缓存:

说时迟那时快,刺头青D的兄弟,刺头青F忍不住赶过来问了句:缓存中存的原始还是代理对象?

我竟然被问得一时语塞,仔细捋了捋,要从三个方面回答:

singletonFactories(三级缓存)

AbstractAutowireCapableBeanFactory类的doCreateBean方法中,有这样一段代码:

其实之前已经说过,它是为了解决循环依赖问题。这次要说的是addSingletonFactory方法:

它里面保存的是singletonFactory对象,所以是原始对象。

earlySingletonObjects(二级缓存)

AbstractBeanFactory类的doGetBean方法中,有这样一段代码:

在调用getBean方法获取bean实例时,会调用getSingleton尝试先从缓存中看能否获取到,如果能获取到则直接返回。

这段代码会先从一级缓存中获取bean,如果没有再从二级缓存中获取,如果还是没有则从三级缓存中获取singletonFactory,通过getObject方法获取实例,将该实例放入到二级缓存中。

答案的谜底就聚焦在getObject方法中,而这个方法又是在哪来定义的呢?

其实就是上面的getEarlyBeanReference方法,我们知道这个方法生成的是代理对象,所以二级缓存中存的是代理对象。

singletonObjects(一级缓存)

DefaultSingletonBeanRegistry类的getSingleton方法中,有这样一段代码:

此时的bean创建、注入和初始化完成了,判断是如果新的单例对象,则会加入到一级缓存中,具体代码如下:

出于一块钱的友谊,有必要温馨提醒一下:这里是DefaultSingletonBeanRegistry类的getSingleton方法,跟上面说的AbstractBeanFactory类getSingleton方法不一样。

几个常见的坑

我是一个乐于分享的人,虽说有时话比较少(旁边:属于人狠话不多的角色,别惹我)。为了表现我的share精神,给大家总结几个我之前使用spring aop遇过的坑。

我们几乎每天都在用spring aop。

“什么?我怎么不知道?” 你可能会问。

如果你每天在用spring事务的话,就是每天在用spring aop,因为spring事务的底层就用到了spring aop。

坑1:直接方法调用

使用spring事务时,直接方法调用:

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@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    public void add(UserModel userModel) {
        userMapper.queryUser(userModel);
        save(userModel);
    }

    @Transactional
    public void save(UserModel userModel) {
        System.out.println("保存数据");
    }
}

这种情况直接方法调用spring aop无法生成代理对象,事务会失效。这个问题的解决办法有很多:

  1. 使用TransactionTemplate手动开启事务
  2. 将事务方法save放到新加的类UserSaveService中,通过userSaveService.save调用事务方法。
  3. UserService类中@Autowired注入自己的实例userService,通过userService.save调用事务方法。
  4. 通过AopContext类获取代理对象:((UserService)AopContext.currentProxy()).save(user);

坑2:访问权限错误

@Service public class UserService { @Autowired private UserService userService; @Autowired private UserMapper userMapper;

public void add(UserModel userModel) {
    userMapper.queryUser(userModel);
    userService.save(userModel);
}

@Transactional
private void save(UserModel userModel) {
    System.out.println("保存数据");
}

} 上面用 UserService类中@Autowired注入自己的实例userService的方式解决事务失效问题,如果不出意外的话,是可以的。

但是恰恰出现了意外,save方法被定义成了private的,这时也无法生成代理对象,事务同样会失效。

所以,我们应该拿个小本本记一下,目标方法一定不能定义成private的。

坑3:目标类用final修饰

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@Service
public class UserService {
    @Autowired
    private UserService userService;
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    public void add(UserModel userModel) {
        userMapper.queryUser(userModel);
        userService.save(userModel);
    }

    @Transactional
    public final void save(UserModel userModel) {
        System.out.println("保存数据");
    }
}

这种情况spring aop生成代理对象,重写save方法时,发现的final的,重写不了,也会导致事务失效。

小本本需要再加一条,目标方法一定不能定义成final的。

坑4:循环依赖问题

在使用@Async注解开启异步功能的场景,它会通过AOP自动生成代理对象。

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@Service
public class TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    @Async
    public void test1() {
    }
}

@Service
public class TestService2 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test2() {
    }
}

启动服务会报错:

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org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'testService1': Bean with name 'testService1' has been injected into other beans [testService2] in its raw version as part of a circular reference, but has eventually been wrapped. This means that said other beans do not use the final version of the bean. This is often the result of over-eager type matching - consider using 'getBeanNamesOfType' with the 'allowEagerInit' flag turned off, for example.

至于为什么会报错,我在这里不过多解释了,在我的《spring:我是如何解决循环依赖的?》这篇文章中写的很详细。

唠唠家常

我最近一直在思考,读者喜欢看什么类型的文章,因为最近阅读量有些惨淡,也许是快要过年的原因吧。我并非是一个高产的写作者,不像有些大佬每日更新,我写一篇文章可能要花一周左右的时间,所有的demo都亲自测试过的,所有的图片都自己画的,可以说是百分百原创。我近期还是挺用心的,尽可能保证文章质量(虽说我的水平有限),想把我知道的很多知识点,分享给大家。但我并非是一个积极的人,需要更多读者正面的反馈。我其实最近同时也在思考另外一个问题:我写的文章到底有没有价值,有没有必要坚持写下去。

我娃最近生病住院了,这个事情让我感到很愧疚。因为最近加班比较多,而且花了很多时间写文章 和 推广文章,陪他的时间比较少。也许,人生很多事情都没法鱼和熊掌都兼得吧。

好了,不说了,2021年大家一起加油,未来一定可期。