Spring源码04 - AOP深入设计原理

AOP深入设计原理

文章目录

AOP深入设计原理
- 一：JVM下的AOP
- - 1：Java程序运行在JVM中的特征
  - 2：Java程序执行流
  - 3：引入了代理模式的Java程序执行流
- 二：Spring AOP工作原理

本文整理自csdn博主亦山 -> 《Spring设计思想》AOP设计基本原理

https://blog.csdn.net/luanlouis/article/details/51095702?spm=1001.2014.3001.5501

一：JVM下的AOP

1：Java程序运行在JVM中的特征

当我们在某个类Foo中写好了一个main()方法，然后执行java Foo，Java程序就开启了，如下：

java">public class Foo {public static void main(String[] args) {// your code}
}

在上述过程中，JVM到底帮助我们做了什么

当你执行java Foo 的时候，JVM会创建一个主线程main，这个主线程以上述的main()方法作为入口，开始执行你的代码。

每一个线程在内存中都会维护一个属于自己的栈(Stack),记录着整个程序执行的过程。

栈里的每一个元素称为栈帧(Stack Frame)，栈帧表示着某个方法调用，会记录方法调用的信息；

实际上我们在代码中调用一个方法的时候，在内存中就对应着一个栈帧的入栈和出栈【虚拟机栈 - 线程私有 & 方法调用】

在某个特定的时间点，一个Main线程内的栈会呈现如下图所示的情况：

在这里插入图片描述
从线程栈的角度来看，我们可以看到，JVM处理Java程序的基本单位是**方法调用**。【宏观角度】

实际上，JVM执行的最基本单位的指令(即原子操作)是汇编语言性质的机器字节码。这里是宏观角度

我们如何能够获取到JVM线程栈中的方法调用的内容呢？？

当我们的代码抛出异常而未捕获或者运行时出现了Error错误时，我们会受到一个非常讨厌的Log信息：

在这里插入图片描述
当然，除了代码抛出异常外，我们还是可以其他方式察觉JVM线程栈内的内容。

可以通过Thread.dumpStack()方法创建一个假的Exception实例，然后将这个Exception实例记录的当前线程栈的内容输出到标准错误流中。

例如我在某处代码里执行了Thread.dumpStack()方法

在这里插入图片描述

2：Java程序执行流

了解AOP、连接点(Join Point)、切入点(point cut) 的概念

如果从虚拟机线程栈的角度考虑Java程序执行的话，那么，你会发现，真个程序运行的过程就是方法调用的过程。

我们按照方法执行的顺序，将方法调用排成一串，这样就构成了Java程序流
在这里插入图片描述
基于时间序列，我们可以将方法调用排成一条线。而每个方法调用则可以看成Java执行流中的一个节点。这个节点在AOP的术语中就是连接点Join Point

一个Java程序的运行的过程，就是若干个连接点连接起来依次执行的过程

通常面向对象(OOP)的程序，代码都是按照时间序列纵向展开的，而他们都有一个共性：

即都是已方法调用作为基本执行单位展开的。将方法调用当做一个连接点，那么由连接点串起来的程序执行流就是整个程序的执行过程。

而AOP(Aspect Oriented Programming)则是从另外一个角度来考虑整个程序的：

AOP将每一个方法调用，即连接点作为编程的入口，针对方法调用进行编程。

从执行的逻辑上来看，相当于在之前纵向的按照时间轴执行的程序横向切入。相当于将之前的程序横向切割成若干的面，即Aspect切面

在这里插入图片描述
既然AOP是针对切面进行的编程的，那么，你需要选择哪些连接点Joint Point作为你的编程对象呢？

因为切面本质上是每一个方法调用，选择切面的过程实际上就是选择方法的过程。

那么，被选择的切面(Aspect)在AOP术语里被称为切入点(Point Cut). 切入点实际上也是从所有的连接点挑选自己感兴趣的连接点的过程

在这里插入图片描述
既然AOP是针对方法调用(连接点)的编程，现在又选取了你感兴趣的自己感兴趣的链接点—切入点（Point Cut）了

那么，AOP能对它做什么类型的编程呢？AOP能做什么呢？

这个之前，先要知道一个非常重要的问题：既然AOP是对方法调用进行的编程，那么，AOP如何捕获方法调用的呢？

弄清楚这个问题，就不得不了解设计模式中的代理模式了

3：引入了代理模式的Java程序执行流

AOP实现的机制

假设在我们的Java代码里，都为实例对象通过代理模式创建了代理对象，访问这些实例对象必须要通过代理

那么，加入了proxy对象的Java程序执行流会变得稍微复杂起来

在这里插入图片描述
由上图可以看出，只要想调用某一个实例对象的方法时，都会经过这个实例对象相对应的代理对象，即执行的控制权先交给代理对象。

代理模式属于Java代码中经常用到的、也是比较重要的设计模式。

代理模式可以为某些对象除了实现本身的功能外，提供一些额外的功能，大致作用如下图所示：

在这里插入图片描述
加入了代理模式的Java程序执行流，使得所有的方法调用都经过了代理对象。

对于Spring AOP框架而言，它负责控制着真个容器内部的代理对象。

当我们调用了某一个实例对象的任何一个非final的public方法时，整个Spring框架都会知晓。【上帝视角】

既然Spring代理层可以察觉到你所做的每一次对实例对象的方法调用，那么，Spring就有机会在这个代理的过程中插入Spring的自己的业务代码。

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二：Spring AOP工作原理

AOP能对切入点做什么样的编程呢？

我们先将代理模式下的某个连接点细化，会看到如下过程：真实的Spring AOP的proxy角色扮演的只能比这复杂的多，这里只是简化

在这里插入图片描述
可见代理模式的代理角色最起码要考虑三个阶段：

在调用真正对象的方法之前，应该需要做什么？
在调用真正对象的方法过程中，如果抛出了异常，需要做什么？
在调用真正对象的方法后，返回了结果，需要做什么？

而AOP对这个方法调用的编程，就是针对这三个阶段插入自己的业务代码。

现在我们假设

当前RealSubject这个角色的类是 org.luanlouis.springlearning.aop.FooService

当前这个连接点对应的方法签名是：public void foo()。

那么上述的代理对象的三个阶段将会有以下的处理逻辑：

在调用真正对象的方法之前
proxy会告诉Spring AOP:“我将要调用类org.luanlouis.springlearning.aop.FooService的public void foo() ，在调用之前，你有什么处理建议吗？”;
Spring AOP这时根据proxy提供的类名和方法签名,然后拿这些信息尝试匹配是否在其感兴趣的切入点内，如果在感兴趣的切入点内，Spring AOP会返回MethodBeforeAdvice处理建议，告诉proxy应该执行的操作；

在调用真正对象的方法过程中，如果抛出了异常
proxy告诉Spring AOP:“我调用类org.luanlouis.springlearning.aop.FooService的public void foo()过程中抛出了异常，你有什么处理建议？”
Spring AOP这时根据proxy提供的类名和方法签名,然后拿这些信息尝试匹配是否在其感兴趣的切入点内，如果在感兴趣的切入点内，Spring AOP会返回ThrowsAdvice处理建议，告诉proxy应该执行的操作；

在调用真正对象的方法后，返回了结果了
proxy告诉Spring AOP:“我调用类org.luanlouis.springlearning.aop.FooService的public void foo()结束了，你有什么处理建议？”
Spring AOP这时根据proxy提供的类名和方法签名,然后拿这些信息尝试匹配是否在其感兴趣的切入点内，如果在感兴趣的切入点内，Spring AOP会返回AfterReturingAdivce处理建议，告诉proxy应该执行的操作；