(三)Spring 核心之面向切面编程(AOP)—— 代理的创建

本文详细阐述了SpringAOP中的代理创建过程,包括使用postProcessAfterInitialization创建代理,以及如何根据条件选择JDK代理或CGLIB代理。重点讲解了动态代理的概念和Spring在不同情况下的代理策略。

目录

一. 前言

二. 代理的创建

2.1. 创建前准备

2.2. 获取所有的 Advisor

2.3. 创建代理的入口方法

2.4. 依据条件创建代理(JDK 或 CGLIB)

三. 动态代理要解决什么问题

3.1. 什么是代理

3.2. 什么是动态代理

四. 总结


一. 前言

    前面两篇文章《(一)Spring 核心之面向切面编程(AOP)—— 配置及使用》《(二)Spring 核心之面向切面编程(AOP)—— 切面的实现》主要介绍了 Spring AOP 原理解析的切面实现过程,如加载配置,将切面类的所有切面方法根据使用的注解生成对应 Advice,并将 Advice 连同切入点匹配器和切面类等信息一并封装到Advisor。本文在此基础上继续介绍postProcessAfterInitialization 的方法,即代理(JDK 代理和 CGLIB 代理)的创建过程。

二. 代理的创建

2.1. 创建前准备

    创建代理的方法是 postProcessAfterInitialization,如果 Bean 被子类标识为代理,则使用配置的拦截器创建一个代理。

/**
 * Create a proxy with the configured interceptors if the bean is
 * identified as one to proxy by the subclass.
 * @see #getAdvicesAndAdvisorsForBean
 */
@Override
public Object postProcessAfterInitialization(@Nullable Object bean, String beanName) {
  if (bean != null) {
    Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
    // 如果不是提前暴露的代理
    if (this.earlyProxyReferences.remove(cacheKey) != bean) {
      return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
    }
  }
  return bean;
}

wrapIfNecessary() 方法主要用于判断是否需要创建代理,如果 Bean 能够获取到 advisor 才需要创建代理:

/**
 * Wrap the given bean if necessary, i.e. if it is eligible for being proxied.
 * @param bean the raw bean instance
 * @param beanName the name of the bean
 * @param cacheKey the cache key for metadata access
 * @return a proxy wrapping the bean, or the raw bean instance as-is
 */
protected Object wrapIfNecessary(Object bean, String beanName, Object cacheKey) {
   // 如果bean是通过TargetSource接口获取
   if (beanName != null && this.targetSourcedBeans.contains(beanName)) {
      return bean;
   }
   // 如果bean是切面类
   if (Boolean.FALSE.equals(this.advisedBeans.get(cacheKey))) {
      return bean;
   }
   // 如果是aop基础类?是否跳过?
   if (isInfrastructureClass(bean.getClass()) || shouldSkip(bean.getClass(), beanName)) {
      this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
      return bean;
   }

  // 重点:获取所有advisor,如果没有获取到,那说明不要进行增强,也就不需要代理了。
  Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(bean.getClass(), beanName, null);
  if (specificInterceptors != DO_NOT_PROXY) {
    this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.TRUE);
    // 重点:创建代理
    Object proxy = createProxy(
        bean.getClass(), beanName, specificInterceptors, new SingletonTargetSource(bean));
    this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
    return proxy;
  }

  this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
  return bean;
}

2.2. 获取所有的 Advisor

我们看下获取所有 advisor 的方法 getAdvicesAndAdvisorsForBean():

@Override
@Nullable
protected Object[] getAdvicesAndAdvisorsForBean(
    Class<?> beanClass, String beanName, @Nullable TargetSource targetSource) {

  List<Advisor> advisors = findEligibleAdvisors(beanClass, beanName);
  if (advisors.isEmpty()) {
    return DO_NOT_PROXY;
  }
  return advisors.toArray();
}

    通过 findEligibleAdvisors() 方法获取 advisor,如果获取不到返回 DO_NOT_PROXY(不需要创建代理),findEligibleAdvisors() 方法如下:

/**
 * Find all eligible Advisors for auto-proxying this class.
 * @param beanClass the clazz to find advisors for
 * @param beanName the name of the currently proxied bean
 * @return the empty List, not {@code null},
 * if there are no pointcuts or interceptors
 * @see #findCandidateAdvisors
 * @see #sortAdvisors
 * @see #extendAdvisors
 */
protected List<Advisor> findEligibleAdvisors(Class<?> beanClass, String beanName) {
  // 和上文一样,获取所有切面类的切面方法生成Advisor
  List<Advisor> candidateAdvisors = findCandidateAdvisors();
  // 找到这些Advisor中能够应用于beanClass的Advisor
  List<Advisor> eligibleAdvisors = findAdvisorsThatCanApply(candidateAdvisors, beanClass, beanName);
  // 如果需要,交给子类拓展
  extendAdvisors(eligibleAdvisors);
  // 对Advisor排序
  if (!eligibleAdvisors.isEmpty()) {
    eligibleAdvisors = sortAdvisors(eligibleAdvisors);
  }
  return eligibleAdvisors;
}

获取所有切面类的切面方法生成 Advisor:

/**
 * Find all candidate Advisors to use in auto-proxying.
 * @return the List of candidate Advisors
 */
protected List<Advisor> findCandidateAdvisors() {
  Assert.state(this.advisorRetrievalHelper != null, "No BeanFactoryAdvisorRetrievalHelper available");
  return this.advisorRetrievalHelper.findAdvisorBeans();
}

找到这些 Advisor 中能够应用于 beanClass 的 Advisor:

/**
 * Determine the sublist of the {@code candidateAdvisors} list
 * that is applicable to the given class.
 * @param candidateAdvisors the Advisors to evaluate
 * @param clazz the target class
 * @return sublist of Advisors that can apply to an object of the given class
 * (may be the incoming List as-is)
 */
public static List<Advisor> findAdvisorsThatCanApply(List<Advisor> candidateAdvisors, Class<?> clazz) {
  if (candidateAdvisors.isEmpty()) {
    return candidateAdvisors;
  }
  List<Advisor> eligibleAdvisors = new ArrayList<>();
  for (Advisor candidate : candidateAdvisors) {
    // 通过Introduction实现的advice
    if (candidate instanceof IntroductionAdvisor && canApply(candidate, clazz)) {
      eligibleAdvisors.add(candidate);
    }
  }
  boolean hasIntroductions = !eligibleAdvisors.isEmpty();
  for (Advisor candidate : candidateAdvisors) {
    if (candidate instanceof IntroductionAdvisor) {
      // already processed
      continue;
    }
    // 是否能够应用于clazz的Advice
    if (canApply(candidate, clazz, hasIntroductions)) {
      eligibleAdvisors.add(candidate);
    }
  }
  return eligibleAdvisors;
}

2.3. 创建代理的入口方法

    获取所有 advisor 后,如果有 advisor,则说明需要增强,即需要创建代理,创建代理的方法如下:

/**
 * Create an AOP proxy for the given bean.
 * @param beanClass the class of the bean
 * @param beanName the name of the bean
 * @param specificInterceptors the set of interceptors that is
 * specific to this bean (may be empty, but not null)
 * @param targetSource the TargetSource for the proxy,
 * already pre-configured to access the bean
 * @return the AOP proxy for the bean
 * @see #buildAdvisors
 */
protected Object createProxy(Class<?> beanClass, @Nullable String beanName,
    @Nullable Object[] specificInterceptors, TargetSource targetSource) {

  if (this.beanFactory instanceof ConfigurableListableBeanFactory) {
    AutoProxyUtils.exposeTargetClass((ConfigurableListableBeanFactory) this.beanFactory, beanName, beanClass);
  }

  ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();
  proxyFactory.copyFrom(this);

  if (proxyFactory.isProxyTargetClass()) {
    // Explicit handling of JDK proxy targets (for introduction advice scenarios)
    if (Proxy.isProxyClass(beanClass)) {
      // Must allow for introductions; can't just set interfaces to the proxy's interfaces only.
      for (Class<?> ifc : beanClass.getInterfaces()) {
        proxyFactory.addInterface(ifc);
      }
    }
  }
  else {
    // No proxyTargetClass flag enforced, let's apply our default checks...
    if (shouldProxyTargetClass(beanClass, beanName)) {
      proxyFactory.setProxyTargetClass(true);
    }
    else {
      evaluateProxyInterfaces(beanClass, proxyFactory);
    }
  }

  Advisor[] advisors = buildAdvisors(beanName, specificInterceptors);
  proxyFactory.addAdvisors(advisors);
  proxyFactory.setTargetSource(targetSource);
  customizeProxyFactory(proxyFactory);

  proxyFactory.setFrozen(this.freezeProxy);
  if (advisorsPreFiltered()) {
    proxyFactory.setPreFiltered(true);
  }

  // Use original ClassLoader if bean class not locally loaded in overriding class loader
  ClassLoader classLoader = getProxyClassLoader();
  if (classLoader instanceof SmartClassLoader && classLoader != beanClass.getClassLoader()) {
    classLoader = ((SmartClassLoader) classLoader).getOriginalClassLoader();
  }
  return proxyFactory.getProxy(classLoader);
}

proxyFactory.getProxy(classLoader):

/**
 * Create a new proxy according to the settings in this factory.
 * <p>Can be called repeatedly. Effect will vary if we've added
 * or removed interfaces. Can add and remove interceptors.
 * <p>Uses the given class loader (if necessary for proxy creation).
 * @param classLoader the class loader to create the proxy with
 * (or {@code null} for the low-level proxy facility's default)
 * @return the proxy object
 */
public Object getProxy(@Nullable ClassLoader classLoader) {
  return createAopProxy().getProxy(classLoader);
}

2.4. 依据条件创建代理(JDK 或 CGLIB)

DefaultAopProxyFactory.createAopProxy:

@Override
public AopProxy createAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException {
  if (!NativeDetector.inNativeImage() &&
      (config.isOptimize() || config.isProxyTargetClass() || hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config))) {
    Class<?> targetClass = config.getTargetClass();
    if (targetClass == null) {
      throw new AopConfigException("TargetSource cannot determine target class: " +
          "Either an interface or a target is required for proxy creation.");
    }
    if (targetClass.isInterface() || Proxy.isProxyClass(targetClass)) {
      return new JdkDynamicAopProxy(config);
    }
    return new ObjenesisCglibAopProxy(config);
  }
  else {
    return new JdkDynamicAopProxy(config);
  }
}

要点如下:

  1. config.isOptimize() 是通过 optimize 设置,表示配置是自定义的,默认是 false;
  2. config.isProxyTargetClass() 是通过 <aop:config proxy-target-class="true" /> 来配置的,表示优先使用 cglib 代理,默认是 false;
  3. hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config) 表示是否目标类实现了接口。

三. 动态代理要解决什么问题

3.1. 什么是代理

    代理模式(Proxy Pattern):为另一个对象提供一个替身或占位符以控制对这个对象的访问。具体请参见《设计模式 - 代理模式》

    举个简单的例子:我(Client)如果要买(doOperation)房,可以找中介(Proxy)买房,中介直接和卖方(Target)买房。中介和卖方都实现买卖(doOperation)的操作。中介就是代理(Proxy)。

3.2. 什么是动态代理

    动态代理就是:在程序运行期间,创建目标对象的代理对象,并对目标对象中的方法进行功能性增强的一种技术。

    在生成代理对象的过程中,目标对象不变,代理对象中的方法是目标对象方法的增强方法。可以理解为运行期间,对象中方法的动态拦截,在拦截方法的前后执行功能操作。

四. 总结

    Spring 默认在目标类实现接口时是通过 JDK 代理实现的,只有非接口的是通过 CGLIB 代理实现的。当设置 proxy-target-class 为 true 时在目标类不是接口或者代理类时优先使用 CGLIB 代理实现。

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