Spring源码分析：AOP源码解析（上篇）

前言

前面写了六篇文章详细地分析了Spring Bean加载流程，这部分完了之后就要进入一个比较困难的部分了，就是AOP的实现原理分析。为了探究AOP实现原理，首先定义几个类，一个Dao接口：

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publicinterface Dao {     publicvoid select();     publicvoid insert(); }

Dao接口的实现类DaoImpl：

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publicclass DaoImpl implementsDao {     @Override     publicvoid select() {         System.out.println("Enter DaoImpl.select()");     }     @Override     publicvoid insert() {         System.out.println("Enter DaoImpl.insert()");     } }

定义一个TimeHandler，用于方法调用前后打印时间，在AOP中，这扮演的是横切关注点的角色：

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publicclass TimeHandler {     publicvoid printTime() {         System.out.println("CurrentTime:"+ System.currentTimeMillis());     } }

定义一个XML文件aop.xml：

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<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?> <beansxmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"     xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"     xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"     xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd">     <beanid="daoImpl"class="org.xrq.action.aop.DaoImpl"/>     <beanid="timeHandler"class="org.xrq.action.aop.TimeHandler"/>     <aop:configproxy-target-class="true">         <aop:aspectid="time"ref="timeHandler">             <aop:pointcutid="addAllMethod"expression="execution(* org.xrq.action.aop.Dao.*(..))" />             <aop:beforemethod="printTime"pointcut-ref="addAllMethod"/>             <aop:aftermethod="printTime"pointcut-ref="addAllMethod"/>         </aop:aspect>     </aop:config> </beans>

写一段测试代码TestAop.java：

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publicclass TestAop {     @Test     publicvoid testAop() {         ApplicationContext ac = newClassPathXmlApplicationContext("spring/aop.xml");         Dao dao = (Dao)ac.getBean("daoImpl");         dao.select();     } }

代码运行结果就不看了，有了以上的内容，我们就可以根据这些跟一下代码，看看Spring到底是如何实现AOP的。

AOP实现原理——找到Spring处理AOP的源头

有很多朋友不愿意去看AOP源码的一个很大原因是因为找不到AOP源码实现的入口在哪里，这个确实是。不过我们可以看一下上面的测试代码，就普通Bean也好、AOP也好，最终都是通过getBean方法获取到Bean并调用方法的，getBean之后的对象已经前后都打印了TimeHandler类printTime()方法里面的内容，可以想见它们已经是被Spring容器处理过了。

既然如此，那无非就两个地方处理：

1. 加载Bean定义的时候应该有过特殊的处理
2. getBean的时候应该有过特殊的处理

因此，本文围绕【1.加载Bean定义的时候应该有过特殊的处理】展开，先找一下到底是哪里Spring对AOP做了特殊的处理。代码直接定位到DefaultBeanDefinitionDocumentReader的parseBeanDefinitions方法：

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protectedvoid parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {     if(delegate.isDefaultNamespace(root)) {         NodeList nl = root.getChildNodes();         for(inti = 0; i < nl.getLength(); i++) {             Node node = nl.item(i);             if(node instanceofElement) {                 Element ele = (Element) node;                 if(delegate.isDefaultNamespace(ele)) {                     parseDefaultElement(ele, delegate);                 }                 else{                     delegate.parseCustomElement(ele);                 }             }         }     }     else{         delegate.parseCustomElement(root);     } }

正常来说，遇到<bean id=”daoImpl”…>、<bean id=”timeHandler”…>这两个标签的时候，都会执行第9行的代码，因为<bean>标签是默认的Namespace。但是在遇到后面的<aop:config>标签的时候就不一样了，<aop:config>并不是默认的Namespace，因此会执行第12行的代码，看一下：

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publicBeanDefinition parseCustomElement(Element ele, BeanDefinition containingBd) {     String namespaceUri = getNamespaceURI(ele);     NamespaceHandler handler = this.readerContext.getNamespaceHandlerResolver().resolve(namespaceUri);     if(handler == null) {         error("Unable to locate Spring NamespaceHandler for XML schema namespace [" + namespaceUri + "]", ele);         returnnull;     }     returnhandler.parse(ele, newParserContext(this.readerContext,this, containingBd)); }

因为之前把整个XML解析为了org.w3c.dom.Document，org.w3c.dom.Document以树的形式表示整个XML，具体到每一个节点就是一个Node。

首先第2行从<aop:config>这个Node（参数Element是Node接口的子接口）中拿到Namespace=”http://www.springframework.org/schema/aop“，第3行的代码根据这个Namespace获取对应的NamespaceHandler即Namespace处理器，具体到aop这个Namespace的NamespaceHandler是org.springframework.aop.config.AopNamespaceHandler类，也就是第3行代码获取到的结果。具体到AopNamespaceHandler里面，有几个Parser，是用于具体标签转换的，分别为：

• config–>ConfigBeanDefinitionParser
• aspectj-autoproxy–>AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser
• scoped-proxy–>ScopedProxyBeanDefinitionDecorator
• spring-configured–>SpringConfiguredBeanDefinitionParser

接着，就是第8行的代码，利用AopNamespaceHandler的parse方法，解析<aop:config>下的内容了。

AOP Bean定义加载——根据织入方式将<aop:before>、<aop:after>转换成名为adviceDef的RootBeanDefinition

上面经过分析，已经找到了Spring是通过AopNamespaceHandler处理的AOP，那么接着进入AopNamespaceHandler的parse方法源代码：

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publicBeanDefinition parse(Element element, ParserContext parserContext) {     returnfindParserForElement(element, parserContext).parse(element, parserContext); }

首先获取具体的Parser，因为当前节点是<aop:config>，上一部分最后有列，config是通过ConfigBeanDefinitionParser来处理的，因此findParserForElement(element, parserContext)这一部分代码获取到的是ConfigBeanDefinitionParser，接着看ConfigBeanDefinitionParser的parse方法：

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publicBeanDefinition parse(Element element, ParserContext parserContext) {     CompositeComponentDefinition compositeDef =             newCompositeComponentDefinition(element.getTagName(), parserContext.extractSource(element));     parserContext.pushContainingComponent(compositeDef);     configureAutoProxyCreator(parserContext, element);     List<Element> childElts = DomUtils.getChildElements(element);     for(Element elt: childElts) {         String localName = parserContext.getDelegate().getLocalName(elt);         if(POINTCUT.equals(localName)) {             parsePointcut(elt, parserContext);         }         elseif (ADVISOR.equals(localName)) {             parseAdvisor(elt, parserContext);         }         elseif (ASPECT.equals(localName)) {             parseAspect(elt, parserContext);         }     }     parserContext.popAndRegisterContainingComponent();     returnnull; }

重点先提一下第6行的代码，该行代码的具体实现不跟了但它非常重要，configureAutoProxyCreator方法的作用我用几句话说一下：

• 向Spring容器注册了一个BeanName为org.springframework.aop.config.internalAutoProxyCreator的Bean定义，可以自定义也可以使用Spring提供的（根据优先级来）
• Spring默认提供的是org.springframework.aop.aspectj.autoproxy.AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator，这个类是AOP的核心类，留在下篇讲解
• 在这个方法里面也会根据配置proxy-target-class和expose-proxy，设置是否使用CGLIB进行代理以及是否暴露最终的代理。

<aop:config>下的节点为<aop:aspect>，想见必然是执行第18行的代码parseAspect，跟进去：

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privatevoid parseAspect(Element aspectElement, ParserContext parserContext) {     String aspectId = aspectElement.getAttribute(ID);     String aspectName = aspectElement.getAttribute(REF);     try{         this.parseState.push(newAspectEntry(aspectId, aspectName));         List<BeanDefinition> beanDefinitions = newArrayList<BeanDefinition>();         List<BeanReference> beanReferences = newArrayList<BeanReference>();         List<Element> declareParents = DomUtils.getChildElementsByTagName(aspectElement, DECLARE_PARENTS);         for(inti = METHOD_INDEX; i < declareParents.size(); i++) {             Element declareParentsElement = declareParents.get(i);             beanDefinitions.add(parseDeclareParents(declareParentsElement, parserContext));         }         // We have to parse "advice" and all the advice kinds in one loop, to get the         // ordering semantics right.         NodeList nodeList = aspectElement.getChildNodes();         booleanadviceFoundAlready = false;         for(inti = 0; i < nodeList.getLength(); i++) {             Node node = nodeList.item(i);             if(isAdviceNode(node, parserContext)) {                 if(!adviceFoundAlready) {                     adviceFoundAlready = true;                     if(!StringUtils.hasText(aspectName)) {                         parserContext.getReaderContext().error(                                 "<aspect> tag needs aspect bean reference via 'ref' attribute when declaring advices.",                                 aspectElement,this.parseState.snapshot());                         return;                     }                     beanReferences.add(newRuntimeBeanReference(aspectName));                 }                 AbstractBeanDefinition advisorDefinition = parseAdvice(                         aspectName, i, aspectElement, (Element) node, parserContext, beanDefinitions, beanReferences);                 beanDefinitions.add(advisorDefinition);             }         }         AspectComponentDefinition aspectComponentDefinition = createAspectComponentDefinition(                 aspectElement, aspectId, beanDefinitions, beanReferences, parserContext);         parserContext.pushContainingComponent(aspectComponentDefinition);         List<Element> pointcuts = DomUtils.getChildElementsByTagName(aspectElement, POINTCUT);         for(Element pointcutElement : pointcuts) {             parsePointcut(pointcutElement, parserContext);         }         parserContext.popAndRegisterContainingComponent();     }     finally{         this.parseState.pop();     } }

从第20行~第37行的循环开始关注这个方法。这个for循环有一个关键的判断就是第22行的ifAdviceNode判断，看下ifAdviceNode方法做了什么：

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privateboolean isAdviceNode(Node aNode, ParserContext parserContext) {     if(!(aNode instanceofElement)) {         returnfalse;     }     else{         String name = parserContext.getDelegate().getLocalName(aNode);         return(BEFORE.equals(name) || AFTER.equals(name) || AFTER_RETURNING_ELEMENT.equals(name) ||                 AFTER_THROWING_ELEMENT.equals(name) || AROUND.equals(name));     } }

即这个for循环只用来处理<aop:aspect>标签下的<aop:before>、<aop:after>、<aop:after-returning>、<aop:after-throwing method=”">、<aop:around method=”">这五个标签的。

接着，如果是上述五种标签之一，那么进入第33行~第34行的parseAdvice方法：

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privateAbstractBeanDefinition parseAdvice(     String aspectName, intorder, Element aspectElement, Element adviceElement, ParserContext parserContext,     List<BeanDefinition> beanDefinitions, List<BeanReference> beanReferences) {     try{         this.parseState.push(newAdviceEntry(parserContext.getDelegate().getLocalName(adviceElement)));         // create the method factory bean         RootBeanDefinition methodDefinition = newRootBeanDefinition(MethodLocatingFactoryBean.class);         methodDefinition.getPropertyValues().add("targetBeanName", aspectName);         methodDefinition.getPropertyValues().add("methodName", adviceElement.getAttribute("method"));         methodDefinition.setSynthetic(true);         // create instance factory definition         RootBeanDefinition aspectFactoryDef =         newRootBeanDefinition(SimpleBeanFactoryAwareAspectInstanceFactory.class);         aspectFactoryDef.getPropertyValues().add("aspectBeanName", aspectName);         aspectFactoryDef.setSynthetic(true);         // register the pointcut         AbstractBeanDefinition adviceDef = createAdviceDefinition(             adviceElement, parserContext, aspectName, order, methodDefinition, aspectFactoryDef,             beanDefinitions, beanReferences);         // configure the advisor         RootBeanDefinition advisorDefinition = newRootBeanDefinition(AspectJPointcutAdvisor.class);         advisorDefinition.setSource(parserContext.extractSource(adviceElement));         advisorDefinition.getConstructorArgumentValues().addGenericArgumentValue(adviceDef);         if(aspectElement.hasAttribute(ORDER_PROPERTY)) {             advisorDefinition.getPropertyValues().add(                 ORDER_PROPERTY, aspectElement.getAttribute(ORDER_PROPERTY));         }         // register the final advisor         parserContext.getReaderContext().registerWithGeneratedName(advisorDefinition);         returnadvisorDefinition;     }     finally{         this.parseState.pop();     } }

方法主要做了三件事：

1. 根据织入方式（before、after这些）创建RootBeanDefinition，名为adviceDef即advice定义
2. 将上一步创建的RootBeanDefinition写入一个新的RootBeanDefinition，构造一个新的对象，名为advisorDefinition，即advisor定义
3. 将advisorDefinition注册到DefaultListableBeanFactory中

下面来看做的第一件事createAdviceDefinition方法定义：

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privateAbstractBeanDefinition createAdviceDefinition(         Element adviceElement, ParserContext parserContext, String aspectName, intorder,         RootBeanDefinition methodDef, RootBeanDefinition aspectFactoryDef,         List<BeanDefinition> beanDefinitions, List<BeanReference> beanReferences) {     RootBeanDefinition adviceDefinition = newRootBeanDefinition(getAdviceClass(adviceElement, parserContext));     adviceDefinition.setSource(parserContext.extractSource(adviceElement));         adviceDefinition.getPropertyValues().add(ASPECT_NAME_PROPERTY, aspectName);     adviceDefinition.getPropertyValues().add(DECLARATION_ORDER_PROPERTY, order);     if(adviceElement.hasAttribute(RETURNING)) {         adviceDefinition.getPropertyValues().add(                 RETURNING_PROPERTY, adviceElement.getAttribute(RETURNING));     }     if(adviceElement.hasAttribute(THROWING)) {         adviceDefinition.getPropertyValues().add(                 THROWING_PROPERTY, adviceElement.getAttribute(THROWING));     }     if(adviceElement.hasAttribute(ARG_NAMES)) {         adviceDefinition.getPropertyValues().add(                 ARG_NAMES_PROPERTY, adviceElement.getAttribute(ARG_NAMES));     }     ConstructorArgumentValues cav = adviceDefinition.getConstructorArgumentValues();     cav.addIndexedArgumentValue(METHOD_INDEX, methodDef);     Object pointcut = parsePointcutProperty(adviceElement, parserContext);     if(pointcut instanceofBeanDefinition) {         cav.addIndexedArgumentValue(POINTCUT_INDEX, pointcut);         beanDefinitions.add((BeanDefinition) pointcut);     }     elseif (pointcut instanceofString) {         RuntimeBeanReference pointcutRef = newRuntimeBeanReference((String) pointcut);         cav.addIndexedArgumentValue(POINTCUT_INDEX, pointcutRef);         beanReferences.add(pointcutRef);     }     cav.addIndexedArgumentValue(ASPECT_INSTANCE_FACTORY_INDEX, aspectFactoryDef);     returnadviceDefinition; }

首先可以看到，创建的AbstractBeanDefinition实例是RootBeanDefinition，这和普通Bean创建的实例为GenericBeanDefinition不同。然后进入第6行的getAdviceClass方法看一下：

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privateClass getAdviceClass(Element adviceElement, ParserContext parserContext) {     String elementName = parserContext.getDelegate().getLocalName(adviceElement);     if(BEFORE.equals(elementName)) {         returnAspectJMethodBeforeAdvice.class;     }     elseif (AFTER.equals(elementName)) {         returnAspectJAfterAdvice.class;     }     elseif (AFTER_RETURNING_ELEMENT.equals(elementName)) {         returnAspectJAfterReturningAdvice.class;     }     elseif (AFTER_THROWING_ELEMENT.equals(elementName)) {         returnAspectJAfterThrowingAdvice.class;     }     elseif (AROUND.equals(elementName)) {         returnAspectJAroundAdvice.class;     }     else{         thrownew IllegalArgumentException("Unknown advice kind [" + elementName + "].");     } }

既然创建Bean定义，必然该Bean定义中要对应一个具体的Class，不同的切入方式对应不同的Class：

• before对应AspectJMethodBeforeAdvice
• After对应AspectJAfterAdvice
• after-returning对应AspectJAfterReturningAdvice
• after-throwing对应AspectJAfterThrowingAdvice
• around对应AspectJAroundAdvice

createAdviceDefinition方法剩余逻辑没什么，就是判断一下标签里面的属性并设置一下相应的值而已，至此<aop:before>、<aop:after>两个标签对应的AbstractBeanDefinition就创建出来了。

AOP Bean定义加载——将名为adviceDef的RootBeanDefinition转换成名为advisorDefinition的RootBeanDefinition

下面我们看一下第二步的操作，将名为adviceDef的RootBeanD转换成名为advisorDefinition的RootBeanDefinition，跟一下上面一部分ConfigBeanDefinitionParser类parseAdvice方法的第26行~32行的代码：

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RootBeanDefinition advisorDefinition = newRootBeanDefinition(AspectJPointcutAdvisor.class); advisorDefinition.setSource(parserContext.extractSource(adviceElement)); advisorDefinition.getConstructorArgumentValues().addGenericArgumentValue(adviceDef); if(aspectElement.hasAttribute(ORDER_PROPERTY)) {     advisorDefinition.getPropertyValues().add(             ORDER_PROPERTY, aspectElement.getAttribute(ORDER_PROPERTY)); }

这里相当于将上一步生成的RootBeanDefinition包装了一下，new一个新的RootBeanDefinition出来，Class类型是org.springframework.aop.aspectj.AspectJPointcutAdvisor。

第4行~第7行的代码是用于判断<aop:aspect>标签中有没有”order”属性的，有就设置一下，”order”属性是用来控制切入方法优先级的。

AOP Bean定义加载——将BeanDefinition注册到DefaultListableBeanFactory中

最后一步就是将BeanDefinition注册到DefaultListableBeanFactory中了，代码就是前面ConfigBeanDefinitionParser的parseAdvice方法的最后一部分了：

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... // register the final advisor parserContext.getReaderContext().registerWithGeneratedName(advisorDefinition); ...

跟一下registerWithGeneratedName方法的实现：

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publicString registerWithGeneratedName(BeanDefinition beanDefinition) {     String generatedName = generateBeanName(beanDefinition);     getRegistry().registerBeanDefinition(generatedName, beanDefinition);     returngeneratedName; }

第2行获取注册的名字BeanName，和<bean>的注册差不多，使用的是Class全路径+”#”+全局计数器的方式，其中的Class全路径为org.springframework.aop.aspectj.AspectJPointcutAdvisor，依次类推，每一个BeanName应当为org.springframework.aop.aspectj.AspectJPointcutAdvisor#0、org.springframework.aop.aspectj.AspectJPointcutAdvisor#1、org.springframework.aop.aspectj.AspectJPointcutAdvisor#2这样下去。

第3行向DefaultListableBeanFactory中注册，BeanName已经有了，剩下的就是Bean定义，Bean定义的解析流程之前已经看过了，就不说了。

AOP Bean定义加载——AopNamespaceHandler处理<aop:pointcut>流程

回到ConfigBeanDefinitionParser的parseAspect方法：

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privatevoid parseAspect(Element aspectElement, ParserContext parserContext) {         ...          AspectComponentDefinition aspectComponentDefinition = createAspectComponentDefinition(                 aspectElement, aspectId, beanDefinitions, beanReferences, parserContext);         parserContext.pushContainingComponent(aspectComponentDefinition);         List<Element> pointcuts = DomUtils.getChildElementsByTagName(aspectElement, POINTCUT);         for(Element pointcutElement : pointcuts) {             parsePointcut(pointcutElement, parserContext);         }         parserContext.popAndRegisterContainingComponent();     }     finally{         this.parseState.pop();     } }

省略号部分表示是解析的是<aop:before>、<aop:after>这种标签，上部分已经说过了，就不说了，下面看一下解析<aop:pointcut>部分的源码。

第5行~第7行的代码构建了一个Aspect标签组件定义，并将Apsect标签组件定义推到ParseContext即解析工具上下文中，这部分代码不是关键。

第9行的代码拿到所有<aop:aspect>下的pointcut标签，进行遍历，由parsePointcut方法进行处理：

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privateAbstractBeanDefinition parsePointcut(Element pointcutElement, ParserContext parserContext) {     String id = pointcutElement.getAttribute(ID);     String expression = pointcutElement.getAttribute(EXPRESSION);     AbstractBeanDefinition pointcutDefinition = null;     try{         this.parseState.push(newPointcutEntry(id));         pointcutDefinition = createPointcutDefinition(expression);         pointcutDefinition.setSource(parserContext.extractSource(pointcutElement));         String pointcutBeanName = id;         if(StringUtils.hasText(pointcutBeanName)) {             parserContext.getRegistry().registerBeanDefinition(pointcutBeanName, pointcutDefinition);         }         else{             pointcutBeanName = parserContext.getReaderContext().registerWithGeneratedName(pointcutDefinition);         }         parserContext.registerComponent(                 newPointcutComponentDefinition(pointcutBeanName, pointcutDefinition, expression));     }     finally{         this.parseState.pop();     }     returnpointcutDefinition; }

第2行~第3行的代码获取<aop:pointcut>标签下的”id”属性与”expression”属性。

第8行的代码推送一个PointcutEntry，表示当前Spring上下文正在解析Pointcut标签。

第9行的代码创建Pointcut的Bean定义，之后再看，先把其他方法都看一下。

第10行的代码不管它，最终从NullSourceExtractor的extractSource方法获取Source，就是个null。

第12行~第18行的代码用于注册获取到的Bean定义，默认pointcutBeanName为<aop:pointcut>标签中定义的id属性：

• 如果<aop:pointcut>标签中配置了id属性就执行的是第13行~第15行的代码，pointcutBeanName=id
• 如果<aop:pointcut>标签中没有配置id属性就执行的是第16行~第18行的代码，和Bean不配置id属性一样的规则，pointcutBeanName=org.springframework.aop.aspectj.AspectJExpressionPointcut#序号（从0开始累加）

第20行~第21行的代码向解析工具上下文中注册一个Pointcut组件定义

第23行~第25行的代码，finally块在<aop:pointcut>标签解析完毕后，让之前推送至栈顶的PointcutEntry出栈，表示此次<aop:pointcut>标签解析完毕。

最后回头来一下第9行代码createPointcutDefinition的实现，比较简单：

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protectedAbstractBeanDefinition createPointcutDefinition(String expression) {     RootBeanDefinition beanDefinition = newRootBeanDefinition(AspectJExpressionPointcut.class);     beanDefinition.setScope(BeanDefinition.SCOPE_PROTOTYPE);     beanDefinition.setSynthetic(true);     beanDefinition.getPropertyValues().add(EXPRESSION, expression);     returnbeanDefinition; }

关键就是注意一下两点：

1. <aop:pointcut>标签对应解析出来的BeanDefinition是RootBeanDefinition，且RootBenaDefinitoin中的Class是org.springframework.aop.aspectj.AspectJExpressionPointcut
2. <aop:pointcut>标签对应的Bean是prototype即原型的

这样一个流程下来，就解析了<aop:pointcut>标签中的内容并将之转换为RootBeanDefintion存储在Spring容器中。