Spring AOP源码分析，动态代理与调用确实难，那是因为你没有看这篇文章！_aop.framework.cglibaopproxy:invokemethod 调用很慢-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/a646705816/article/details/109608185

本文详细探讨了Spring AOP的原理，包括连接点、通知、切入点和代理创建过程。通过源码分析，展示了如何利用JDK和CGLIB动态代理创建代理对象，以及如何通过代理对象实现方法的拦截和增强。文中还提供了前置通知和异常通知的实战案例，帮助读者更好地理解和应用AOP。

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本文目标：带领大家阅读aop的源码，深入理解aop的原理，内容有点长，消化需要大概一周时间，做好准备。

Aop原理介绍
介绍aop相关的一些类
通过源码详解aop代理的创建过程
通过源码详解aop代理的调用过程
Aop代理一些特性的使用案例

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Spring AOP原理

原理比较简单，主要就是使用jdk动态代理和cglib代理来创建代理对象，通过代理对象来访问目标对象，而代理对象中融入了增强的代码，最终起到对目标对象增强的效果。
aop相关的一些类
连接点（JoinPoint）相关类
通知（Advice）相关的类
切入点（Pointcut）相关的类
切面（Advisor）相关的类
连接点（JoinPoint）相关类
JoinPoint接口

这个接口表示一个通用的运行时连接点（在AOP术语中）

package org.aopalliance.intercept;

public interface Joinpoint {

    /**
     * 转到拦截器链中的下一个拦截器
     */
    Object proceed() throws Throwable;

    /**
     * 返回保存当前连接点静态部分【的对象】，这里一般指被代理的目标对象
     */
    Object getThis();

    /**
     * 返回此静态连接点  一般就为当前的Method(至少目前的唯一实现是MethodInvocation,所以连接点得静态部分肯定就是本方法)
     */
    AccessibleObject getStaticPart();

}

几个重要的子接口和实现类，如下：在这里插入图片描述
Invocation接口

此接口表示程序中的调用，调用是一个连接点，可以被拦截器拦截。

package org.aopalliance.intercept;
/**
 * 此接口表示程序中的调用
 * 调用是一个连接点，可以被拦截器拦截。
 */
public interface Invocation extends Joinpoint {
    /**
     * 将参数作为数组对象获取，可以更改此数组中的元素值以更改参数。
     * 通常用来获取调用目标方法的参数
     */
    Object[] getArguments();
}

**
MethodInvocation接口

用来表示连接点中方法的调用，可以获取调用过程中的目标方法。

package org.aopalliance.intercept;
import java.lang.reflect.Method;
/

方法调用的描述，在方法调用时提供给拦截器。
方法调用是一个连接点，可以被方法拦截器拦截。
/
public interface MethodInvocation extends Invocation {
/*
- 返回正在被调用得方法~~~ 返回的是当前Method对象。
- 此时，效果同父类的AccessibleObject getStaticPart() 这个方法
  /
  Method getMethod();
  }*
  ProxyMethodInvocation接口

表示代理方法的调用

public interface ProxyMethodInvocation extends MethodInvocation {

    /**
     * 获取被调用的代理对象
     */
    Object getProxy();

    /**
     * 克隆一个方法调用器MethodInvocation
     */
    MethodInvocation invocableClone();

    /**
     * 克隆一个方法调用器MethodInvocation，并为方法调用器指定参数
     */
    MethodInvocation invocableClone(Object... arguments);

    /**
     * 设置要用于此链中任何通知的后续调用的参数。
     */
    void setArguments(Object... arguments);

    /**
     * 添加一些扩展用户属性，这些属性不在AOP框架内使用。它们只是作为调用对象的一部分保留，用于特殊的拦截器。
     */
    void setUserAttribute(String key, @Nullable Object value);

    /**
     * 根据key获取对应的用户属性
     */
    @Nullable
    Object getUserAttribute(String key);

}
通俗点理解：连接点表示方法的调用过程，内部包含了方法调用过程中的所有信息，比如被调用的方法、目标、代理对象、执行拦截器链等信息。

上面定义都是一些接口，最终有2个实现。

ReflectiveMethodInvocation

当代理对象是采用jdk动态代理创建的，通过代理对象来访问目标对象的方法的时，最终过程是由ReflectiveMethodInvocation来处理的，内部会通过递归调用方法拦截器，最终会调用到目标方法。

CglibMethodInvocation

功能和上面的类似，当代理对象是采用cglib创建的，通过代理对象来访问目标对象的方法的时，最终过程是由CglibMethodInvocation来处理的，内部会通过递归调用方法拦截器，最终会调用到目标方法。

这2个类源码稍后详解。

通知相关的类

通知用来定义需要增强的逻辑。
在这里插入图片描述
Advice接口

通知的底层接口

package org.aopalliance.aop;
public interface Advice {
}

BeforeAdvice接口

方法前置通知，内部空的

package org.springframework.aop;

public interface BeforeAdvice extends Advice {
}
Interceptor接口

此接口表示通用拦截器

package org.aopalliance.intercept;

public interface Interceptor extends Advice {
}

MethodInterceptor接口

方法拦截器，所有的通知均需要转换为MethodInterceptor类型的，最终多个MethodInterceptor组成一个方法拦截器连。

package org.aopalliance.intercept;

@FunctionalInterface
public interface MethodInterceptor extends Interceptor {
    /**
     * 拦截目标方法的执行，可以在这个方法内部实现需要增强的逻辑，以及主动调用目标方法
     */
    Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable;
}
AfterAdvice接口

后置通知的公共标记接口

package org.springframework.aop;

public interface AfterAdvice extends Advice {
}

MethodBeforeAdvice接口

方法执行前通知，需要在目标方法执行前执行一些逻辑的，可以通过这个实现。

通俗点说：需要在目标方法执行之前增强一些逻辑，可以通过这个接口来实现。before方法：在调用给定方法之前回调。

package org.springframework.aop;

public interface MethodBeforeAdvice extends BeforeAdvice {

    /**
     * 调用目标方法之前会先调用这个before方法
     * method：需要执行的目标方法
     * args：目标方法的参数
     * target：目标对象
     */
    void before(Method method, Object[] args, @Nullable Object target) throws Throwable;
}
如同

public Object invoke(){
    调用MethodBeforeAdvice#before方法
    return 调用目标方法;
}

AfterReturningAdvice接口

方法执行后通知，需要在目标方法执行之后执行增强一些逻辑的，可以通过这个实现。

不过需要注意一点：目标方法正常执行后，才会回调这个接口，当目标方法有异常，那么这通知会被跳过。

package org.springframework.aop;

public interface AfterReturningAdvice extends AfterAdvice {

    /**
     * 目标方法执行之后会回调这个方法
     * method：需要执行的目标方法
     * args：目标方法的参数
     * target：目标对象
     */
    void afterReturning(@Nullable Object returnValue, Method method, Object[] args, @Nullable Object target) throws Throwable;

}

如同

public Object invoke(){
    Object retVal = 调用目标方法;
    调用AfterReturningAdvice#afterReturning方法
    return retVal;
}
ThrowsAdvice接口

package org.springframework.aop;

public interface ThrowsAdvice extends AfterAdvice {

}

此接口上没有任何方法，因为方法由反射调用，实现类必须实现以下形式的方法，前3个参数是可选的，最后一个参数为需要匹配的异常的类型。

void afterThrowing([Method, args, target], ThrowableSubclass);
有效方法的一些例子如下：

public void afterThrowing(Exception ex)
public void afterThrowing(RemoteException)
public void afterThrowing(Method method, Object[] args, Object target, Exception ex)
public void afterThrowing(Method method, Object[] args, Object target, ServletException ex)

通知包装器

负责将各种非MethodInterceptor类型的通知(Advice)包装为MethodInterceptor类型。

刚才有说过：Aop中所有的Advice最终都会转换为MethodInterceptor类型的，组成一个方法调用链，然后执行

3个包装器类


```java
MethodBeforeAdviceInterceptor
AfterReturningAdviceInterceptor
ThrowsAdviceInterceptor
MethodBeforeAdviceInterceptor类


这个类实现了MethodInterceptor接口，负责将MethodBeforeAdvice方法前置通知包装为MethodInterceptor类型，创建这个类型的对象的时候需要传递一个MethodBeforeAdvice类型的参数，重点是invoke方法

```java
package org.springframework.aop.framework.adapter;

@SuppressWarnings("serial")
public class MethodBeforeAdviceInterceptor implements MethodInterceptor, BeforeAdvice, Serializable {

    private final MethodBeforeAdvice advice;

    public MethodBeforeAdviceInterceptor(MethodBeforeAdvice advice) {
        Assert.notNull(advice, "Advice must not be null");
        this.advice = advice;
    }


    @Override
    public Object invoke(MethodInvocation mi) throws Throwable {
        //负责调用前置通知的方法
        this.advice.before(mi.getMethod(), mi.getArguments(), mi.getThis());
        //继续执行方法调用链
        return mi.proceed();
    }

}

AfterReturningAdviceInterceptor类

这个类实现了MethodInterceptor接口，负责将AfterReturningAdvice方法后置通知包装为MethodInterceptor类型，创建这个类型的对象的时候需要传递一个AfterReturningAdvice类型的参数，重点是invoke方法

public class AfterReturningAdviceInterceptor implements MethodInterceptor, AfterAdvice, Serializable {

    private final AfterReturningAdvice advice;

    public AfterReturningAdviceInterceptor(AfterReturningAdvice advice) {
        Assert.notNull(advice, "Advice must not be null");
        this.advice = advice;
    }


    @Override
    public Object invoke(MethodInvocation mi) throws Throwable {
        //先执行方法调用链,可以获取目标方法的执行结果
        Object retVal = mi.proceed();
        //执行后置通知
        this.advice.afterReturning(retVal, mi.getMethod(), mi.getArguments(), mi.getThis());
        //返回结果
        return retVal;
    }

}

ThrowsAdviceInterceptor类

这个类实现了MethodInterceptor接口，负责将ThrowsAdvice异常通知包装为MethodInterceptor类型，创建这个类型的对象的时候需要传递一个Object类型的参数，通常这个参数是ThrowsAdvice类型的，重点是invoke方法

package org.springframework.aop.framework.adapter;

public class ThrowsAdviceInterceptor implements MethodInterceptor, AfterAdvice {

    private static final String AFTER_THROWING = "afterThrowing";

    private final Object throwsAdvice;

    //创建ThrowsAdviceInterceptor
    public ThrowsAdviceInterceptor(Object throwsAdvice) {
        Assert.notNull(throwsAdvice, "Advice must not be null");
        this.throwsAdvice = throwsAdvice;
        //获取异常通知中定义的所有方法（public、默认的、protected、private）
        Method[] methods = throwsAdvice.getClass().getMethods();
        //轮询methods
        for (Method method : methods) {
            //方法名称为afterThrowing && 方法参数为1或者4
            if (method.getName().equals(AFTER_THROWING) &&
                    (method.getParameterCount() == 1 || method.getParameterCount() == 4)) {
                //获取方法的最后一个参数类型
                Class<?> throwableParam = method.getParameterTypes()[method.getParameterCount() - 1];
                //判断方法参数类型是不是Throwable类型的
                if (Throwable.class.isAssignableFrom(throwableParam)) {
                    // 缓存异常处理方法到map中（异常类型->异常处理方法）
                    this.exceptionHandlerMap.put(throwableParam, method);
                }
            }
        }
        //如果exceptionHandlerMap，抛出异常，所以最少要有一个异常处理方法
        if (this.exceptionHandlerMap.isEmpty()) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "At least one handler method must be found in class [" + throwsAdvice.getClass() + "]");
        }
    }


    /**
     * 获取异常通知中自定义的处理异常方法的数量
     */
    public int getHandlerMethodCount() {
        return this.exceptionHandlerMap.size();
    }


    @Override
    public Object invoke(MethodInvocation mi) throws Throwable {
        try {
            //调用通知链
            return mi.proceed();
        }
        catch (Throwable ex) {
            //获取异常通知中自定义的处理异常的方法
            Method handlerMethod = getExceptionHandler(ex);
            //当处理的方法不为空
            if (handlerMethod != null) {
                //调用异常处理方法
                invokeHandlerMethod(mi, ex, handlerMethod);
            }
            //继续向外抛出异常
            throw ex; //@1
        }
    }

    /**
     * 获取throwsAdvice中处理exception参数指定的异常的方法
     */
    @Nullable
    private Method getExceptionHandler(Throwable exception) {
        //获取异常类型
        Class<?> exceptionClass = exception.getClass();
        //从缓存中获取异常类型对应的方法
        Method handler = this.exceptionHandlerMap.get(exceptionClass);
        //来一个循环，查询处理方法，循环条件：方法为空 && 异常类型!=Throwable
        while (handler == null && exceptionClass != Throwable.class) {
            //获取异常的父类型
            exceptionClass = exceptionClass.getSuperclass();
            //从缓存中查找异常对应的处理方法
            handler = this.exceptionHandlerMap.get(exceptionClass);
        }
        //将查找结果返回
        return handler;
    }

    //通过反射调用异常通知中的异常方法
    private void invokeHandlerMethod(MethodInvocation mi, Throwable ex, Method method) throws Throwable {
        //构建方法请求参数
        Object[] handlerArgs;
        //若只有1个参数，参数为：异常对象
        if (method.getParameterCount() == 1) {
            handlerArgs = new Object[] {ex};
        }
        else {
            //4个参数（方法、方法请求参数、目标对象、异常对象）
            handlerArgs = new Object[] {mi.getMethod(), mi.getArguments(), mi.getThis(), ex};
        }
        try {
            //通过反射调用异常通知中的方法
            method.invoke(this.throwsAdvice, handlerArgs);
        }
        catch (InvocationTargetException targetEx) {
            throw targetEx.getTargetException();
        }
    }

}

从上面可以看出，异常通知，自定义处理异常的方法有几个特点

方法名称必须为afterThrowing
方法参数必须1个或4个，最后一个参数是Throwable类型或其子类型
可以在异常处理中记录一些异常信息，这个还是比较有用的，但是注意一点目标方法抛出的异常最后还是会向外继续抛出@1
光讲源码，大家看着枯燥乏味，来点案例。

先来一个类，用来模拟用户资金操作：充值、提现、查询资金余额；提现的时候余额不足的时候，会抛出异常。

package com.javacode2018.aop.demo4;

//模拟资金操作
public class FundsService {
    //账户余额
    private double balance = 1000;

    //模拟提现
    double recharge(String userName, double price) {
        System.out.println(String.format("%s提现%s", userName, price));
        balance += price;
        return balance;
    }

    //模拟提现
    double cashOut(String userName, double price) {
        if (balance < price) {
            throw new RuntimeException("余额不足!");
        }
        System.out.println(String.format("%s提现%s", userName, price));
        balance -= price;
        return balance;
    }

    //获取余额
    double getBalance(String userName) {
        return balance;
    }
}

案例1：前置通知拦截非法访问

资金操作的所有方法都需要验证用户名，当用户名不是“路人”的时候，直接抛出非法访问异常。

package com.javacode2018.aop.demo4;

import org.junit.Test;
import org.springframework.aop.MethodBeforeAdvice;
import org.springframework.aop.framework.ProxyFactory;
import org.springframework.lang.Nullable;

import java.lang.reflect.Method;

public class AopTest4 {

    @Test
    public void test1() {
        //代理工厂
        ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory(new FundsService());
        //添加一个方法前置通知，判断用户名不是“路人”的时候，抛出非法访问异常
        proxyFactory.addAdvice(new MethodBeforeAdvice() {
            @Override
            public void before(Method method, Object[] args, @Nullable Object target) throws Throwable {
                String userName = (String) args[0];
                //如果不是路人的时候，抛出非法访问异常
                if (!"路人".equals(userName)) {
                    throw new RuntimeException(String.format("[%s]非法访问!", userName));
                }
            }
        });
        //通过代理工厂创建代理
        FundsService proxy = (FundsService) proxyFactory.getProxy();
        //调用代理的方法
        proxy.recharge("路人", 100);
        proxy.recharge("张学友", 100);
    }
}

运行输出

路人提现100.0

java.lang.RuntimeException: [张学友]非法访问!

    at com.javacode2018.aop.demo4.AopTest4$1.before(AopTest4.java:25)
    at org.springframework.aop.framework.adapter.MethodBeforeAdviceInterceptor.invoke(MethodBeforeAdviceInterceptor.java:55)

案例2：通过异常通知记录异常

通过异常通知来捕获所有方法的运行，发现异常之后，通知开发修复bug。

public static class SendMsgThrowsAdvice implements ThrowsAdvice {
    //注意方法名称必须为afterThrowing
    public void afterThrowing(Method method, Object[] args, Object target, RuntimeException e) {
        //监控到异常后发送消息通知开发者
        System.out.println("异常警报：");
        System.out.println(String.format("method:[%s]，args:[%s]", method.toGenericString(), Arrays.stream(args).collect(Collectors.toList())));
        System.out.println(e.getMessage());
        System.out.println("请尽快修复bug！");
    }
}

@Test
public void test2() {
    //代理工厂
    ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory(new FundsService());
    //添加一个异常通知，发现异常之后发送消息给开发者尽快修复bug
    proxyFactory.addAdvice(new SendMsgThrowsAdvice());
    //通过代理工厂创建代理
    FundsService proxy = (FundsService) proxyFactory.getProxy();
    //调用代理的方法
    proxy.cashOut("路人", 2000);
}

运行输出

异常警报：
method:[double com.javacode2018.aop.demo4.FundsService.cashOut(java.lang.String,double)]，args:[[路人, 2000.0]]
余额不足!
请尽快修复bug！

java.lang.RuntimeException: 余额不足!

    at com.javacode2018.aop.demo4.FundsService.cashOut(FundsService.java:18)

切入点(PointCut)相关类

通知（Advice）用来指定需要增强的逻辑，但是哪些类的哪些方法中需要使用这些通知呢？这个就是通过切入点来配置的。在这里插入图片描述

代理创建过程源码解析

先看一段代码

//代理工厂
ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory(new FundsService());
//添加一个方法前置通知，判断用户名不是“路人”的时候，抛出非法访问异常
proxyFactory.addAdvice(new MethodBeforeAdvice() {
    @Override
    public void before(Method method, Object[] args, @Nullable Object target) throws Throwable {
        String userName = (String) args[0];
        //如果不是路人的时候，抛出非法访问异常
        if (!"路人".equals(userName)) {
            throw new RuntimeException(String.format("[%s]非法访问!", userName));
        }
    }
});
//通过代理工厂创建代理
FundsService proxy = (FundsService) proxyFactory.getProxy();
我们将上面代码拆分一下，变成下面这样

//1.创建代理所需参数配置（如：采用什么方式的代理、通知列表等）
AdvisedSupport advisedSupport = new AdvisedSupport();
//如：添加一个前置通知
advisedSupport.addAdvice(new MethodBeforeAdvice() {
    @Override
    public void before(Method method, Object[] args, @Nullable Object target) throws Throwable {
        String userName = (String) args[0];
        //如果不是路人的时候，抛出非法访问异常
        if (!"路人".equals(userName)) {
            throw new RuntimeException(String.format("[%s]非法访问!", userName));
        }
    }
});
//设置被代理的目标对象
FundsService target = new FundsService();
advisedSupport.setTarget(target);

//2.根据配置信息获取AopProxy对象，AopProxy用来负责创建最终的代理对象
// AopProxy接口有2个实现类（JDK动态代理、cglib代理）
// 具体最终会使用哪种方式，需要根据AdvisedSupport中指定的参数来判断
// 创建AopProxy使用了简单工厂模式
AopProxyFactory aopProxyFactory = new DefaultAopProxyFactory();
//通过AopProxy工厂获取AopProxy对象
AopProxy aopProxy = aopProxyFactory.createAopProxy(advisedSupport);

//3.通过AopProxy创建代理对象
Object proxy = aopProxy.getProxy();

从上面可以看出创建代理有3个步骤。

创建代理3大步骤
创建代理所需参数配置
根据代理参数获取AopProxy对象
通过AopProxy获取代理对象

根据代理参数获取AopProxy对象

TargetClassAware接口

比较简单的一个接口，定义了一个方法，用来获取目标对象类型。

所谓目标对象：就是被代理对象，比如上面的fundsService对象。

package org.springframework.aop;

public interface TargetClassAware {
    @Nullable
    Class<?> getTargetClass();
}

ProxyConfig类

这个类比较关键了，代理配置类，内部包含了创建代理时需要配置的各种参数。

package org.springframework.aop.framework;

/**
 * 对外提供统一的代理参数配置类，以确保所有代理创建程序具有一致的属性
 */
public class ProxyConfig implements Serializable {

    // 标记是否直接对目标类进行代理，而不是通过接口产生代理
    private boolean proxyTargetClass = false;

    // 标记是否对代理进行优化。启动优化通常意味着在代理对象被创建后，增强的修改将不会生效，因此默认值为false。
    // 如果exposeProxy设置为true，即使optimize为true也会被忽略。
    private boolean optimize = false;

    // 标记是否需要阻止通过该配置创建的代理对象转换为Advised类型，默认值为false，表示代理对象可以被转换为Advised类型
    boolean opaque = false;

    // 标记代理对象是否应该被aop框架通过AopContext以ThreadLocal的形式暴露出去。
    // 当一个代理对象需要调用它自己的另外一个代理方法时，这个属性将非常有用。默认是是false，以避免不必要的拦截。
    boolean exposeProxy = false;

    // 标记该配置是否需要被冻结，如果被冻结，将不可以修改增强的配置。
    // 当我们不希望调用方修改转换成Advised对象之后的代理对象时，这个配置将非常有用。
    private boolean frozen = false;


    //省略了属性的get set方法
}