对Spring AOP框架实现的结构分析

开发 后端
本文主要目标是从实现的角度来认识SpringAOP框架。首先列出AOP的基本概念;其次介绍框架所涉及到的核心组件列表,组件之间的结构关系图;然后细化结构图中的部分;接下来是一个简单的sample。

本文的目标:

从实现的角度来认识SpringAOP框架。

观察的角度:

从外部接口,内部实现,组成部分,执行过程四个方面来认识SpringAOP框架。

本文的风格:

首先列出AOP的基本概念;

其次介绍框架所涉及到的核心组件列表,组件之间的结构关系图;

然后细化结构图中的部分;

接下来是一个简单的sample;

***是后记部分。

注:

1.本文的源代码基于Spring2.x。Spring的源代码也处于演变中,但对基础代码的影响并不大。

2.本文是对Spring IoC容器实现的结构分析的姊妹帖。

正文:

Spring AOP框架涉及的基本概念介绍:

关注点(concern):一个关注点可以是一个特定的问题、概念、或是应用程序的兴趣区间--总而言之,应用程序必须达到的一个目标。

核心关注点(core concern):业务功能模块,如:存款模块,取款模块,转账模块等,

横切关注点(crosscutting concern):非功能性的、横切性模块,如:安全性管理,事务管理,性能监控等。

方面(aspect):一个方面是对一个横切关注点的模块化,它将那些原本散落在各处的、用于实现这个关注点的代码归整到一处。

连接点(join point):程序执行过程中的一点,如:

字段访问:读、写实例变量;

方法调用:对方法(包括构造方法)的调用;

异常抛出:特定的异常被抛出。

切入点(pointcut):一组连接点的总称,用于指定某个增强应该在何时被调用。切入点常用正则表达式或别的通配符语法来描述,有些AOP实现技术还支持切入点的组合。

增强(advice):在特定连接点执行的动作。很多AOP框架都以拦截器(interceptor)的形式来表现增强--所谓拦截器是这样的一个

对象:当连接点被调用时,它会收到一个回调消息。基本的增强有:

前增强(BeforeAdvice):在连接点调用之前,首先调用增强;

后增强(AfterAdvice):在连接点调用之后,再调用增强,在AspectJ中,后增强又分为三种:

AfterReturningAdvice:在调用成功完成(没有异常抛出)之后。

AfterThrowingAdvice:在抛出某种特定类型(或其子类型)的异常之后。

AfterAdvice:在连接点的任何调用之后,不管调用是否抛出异常。

环绕增强(AroundAdvice):这类增强可以完全控制执行流程。除了完成本身的工作之外,它还需要负责主动调用连接点,促使真实的操作发生(proceed)-- 这通常是通过调用某个特定的方法来完成的。

引介(introduction):为一个现有的Java类或接口添加方法或字段。这种技术可以用于实现Java中的多继承,或者给现有对象模型附加新的API。

混入继承(mixin inheritance):一个“混入类”封装了一组功能,这组功能可以被"混入"到现有的类当中,并且无须使用传统的继承手段。在AOP这里,混入是通过引介来实现的。在Java语言中,可以通过混入来模拟多继承。

织入(weaving):将方面整合到完整的执行流程(或完整的类,此时被织入的便是引介中)。

拦截器(initerceptor):很多AOP框架用它来实现字段和方法的拦截(interception)。随之而来的就是在连接点(如方法拦截)处挂接一条拦截器链(interceptor chain),链条上的每个拦截器通常会调用下一个拦截器。

AOP代理(AOP proxy):即被增强(advise)的对象引用--也就是说,AOP增强将在其上执行的这样一个对象引用。

目标对象(target object):位于拦截器链末端的对象实例--这个概念只存在于那些使用了拦截机制的框架之中。

注:上述概念描述引自《Expert One-on-One J2EE Development without EJB》中第八章对AOP概念描述部分,更多精彩部分可以参阅本章的完整内容。

上述概念已被Spring AOP框架很好的实现,相关组件:

Advisor 组件,

Advice 组件,

Pointcut 组件,

Advised 组件,

AopProxy 组件,

AopProxyFactory 组件,

图1.

 

 

图1是对增强、切入点、方面、AOP代理之间依赖关系的全景图。

增强和切入点组成一个方面,方面信息与目标对象信息被组织到Advised中,AopProxyFactory通过Advised中保存的信息生成AopProxy

对象,调用AopProxy.getProxy()方法即可获得增强后的对象。

这里要着重了解的是不同的增强子类型,不同的切入点子类型,

对于不同的切入点子类型最重要的两种子类型:静态切入点,动态切入点,

静态切入点:根据部署阶段的信息选择增强,如“拦截特定类的所有getter方法”;

动态切入点:根据运行时的信息选择增强,如“如果某方法的返回值为null,则将其纳入某切入点”。

图2.

 

 

图2是对图1中Advisor与Pointcut的实现细化,图中类之间的关系直观上有点乱,但细看下关系还是相当清晰的,

以Advisor结尾的是方面类型,以Pointcut结尾的是切入点类型,

Advisor与Pointcut的复用关系分两类:一类是组合复用,另一类是具体继承复用,

组合复用例子 如:RegexpMethodPointcutAdvisor 与 AbstractRegexpMethodPointcut之间的关系,

NameMatchMethodPointcutAdvisor 与 NameMatchMethodPointcut之间的关系,

具体继承复用例子 如:StaticMethodMatcherPointcutAdvisor 与 StaticMethodMatcherPointcut 之间的关系,

DynamicMethodMatcherPointcutAdvisor 与 DynamicMethodMatcherPointcut 之间的关系,

图3.

 

 

图3是对图1中生成AopProxy对象的实现细化,

AopProxyFactory通过AdvisedSupport提供的信息生成AopProxy对象,AopProxy对象的生成分两类方式:一类是动态代理,另一类是字节码增强;

需要注意的是,ProxyFactory与ProxyFactoryBean并不是功能实现的必要部分,主要目的为编程式使用代理提供便利的API。

#p#

下面是一个简单的sample:

  1. //目标对象接口.  
  2. public interface Target {  
  3.     public String play(int arg);  
  4. }  
  5. //目标对象实现.  
  6. public class TargetImpl implements Target {  
  7.  
  8.     public String play(int arg) {  
  9.          System.out.println("play method....");  
  10.         return "[Target:]" + arg;  
  11.     }  
  12. }  
  13. //前置增强  
  14. public class MyBeforeAdvice implements MethodBeforeAdvice {  
  15.     public void before(Method method, Object[] args, Object target)  
  16.             throws Throwable {  
  17.          System.out.println(method.getName());  
  18.          System.out.println("before method!");  
  19.     }  
  20. }  
  21. //后置增强  
  22. public class MyAfterAdvice implements AfterReturningAdvice {  
  23.     public void afterReturning(Object returnValue, Method method,  
  24.             Object[] args, Object target) throws Throwable {  
  25.          System.out.println(returnValue + ":after method");   
  26.     }  
  27. }  
  28. //切入点实现  
  29. public class MyPointcut implements Pointcut {  
  30.  
  31.     public ClassFilter getClassFilter() {  
  32.            
  33.         return new ClassFilter() {  
  34.  
  35.             public boolean matches(Class arg0) {  
  36.                 if (arg0 == TargetImpl.class) {  
  37.                     return true;  
  38.                 }  
  39.                 return false;  
  40.             }  
  41.               
  42.         };  
  43.     }  
  44.  
  45.     public MethodMatcher getMethodMatcher() {  
  46.            
  47.         return new MethodMatcher() {  
  48.  
  49.             public boolean isRuntime() {  
  50.                    
  51.                 return false;  
  52.             }  
  53.  
  54.             public boolean matches(Method arg0, Class arg1) {  
  55.                   
  56.                 if ("play".equals(arg0.getName())) {  
  57.                     return true;  
  58.                 }  
  59.                 return false;  
  60.             }  
  61.  
  62.             public boolean matches(Method arg0, Class arg1, Object[] arg2) {  
  63.                 System.out.println("aaaaaa");  
  64.                 if ("play".equals(arg0.getName())) {  
  65.                     return true;  
  66.                 }  
  67.                 return false;  
  68.             }  
  69.               
  70.         };  
  71.     }  
  72.  
  73. }  
  74. public class Main {  
  75.     public static void main(String[] args) {  
  76.          Target target = new TargetImpl();   //目标对象  
  77.          Advice beforeAdvice = new MyBeforeAdvice(); //增强  
  78.          Pointcut pointcut = new MyPointcut(); //切入点  
  79.          DefaultPointcutAdvisor dda = new DefaultPointcutAdvisor(); //切面  
  80.          dda.setAdvice(beforeAdvice);  
  81.          dda.setPointcut(pointcut);  
  82.            
  83.          AdvisedSupport advisedSupport = new AdvisedSupport(); //提供基本的编程方式,  
  84.          advisedSupport.addAdvisor(dda);  
  85.          advisedSupport.addAdvice(new MyAfterAdvice());  
  86.          advisedSupport.addInterface(Target.class);  
  87.          advisedSupport.setTarget(target);  
  88.          AopProxy aopProxy = new DefaultAopProxyFactory().createAopProxy(advisedSupport);  
  89.          Target proxy = (Target)aopProxy.getProxy();  
  90.          System.out.println(proxy.play(200));  
  91.            
  92.          ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();  //提供便利的编程方式.  
  93.          proxyFactory.addAdvisor(dda);  
  94.          proxyFactory.addInterface(Target.class);  
  95.          proxyFactory.setTarget(target);  
  96.          Target proxy2 = (Target)proxyFactory.getProxy();  
  97.          System.out.println(proxy2.play(201));  
  98.            
  99.          ProxyFactoryBean proxyFactoryBean = new ProxyFactoryBean(); //提供便利的配置方式  
  100.          proxyFactoryBean.addAdvisor(dda);  
  101.          proxyFactoryBean.addInterface(Target.class);  
  102.          proxyFactoryBean.setTarget(target);  
  103.          Target proxy3 = (Target)proxyFactoryBean.getObject();  
  104.          System.out.println(proxy3.play(232));  
  105.     }  

注:此处为了简单忽略了一些概念描述:

1.对引介,混入继承没有涉及。

2.对通知链的管理,如:同一切入点多个通知对象之间的执行顺序问题;

3.上述的描述是Spring AOP框架本身,所提供的使用方式是编程式,这种使用方式太过于低级,以至于我们在九成的情况下不会使用到,主流的使用方式是配置化的声明式使用方式,将AOP与IoC结合起来使用才能发挥出***威力,ProxyFactoryBean提供了有限的声明式使用方式,但严格来说它仍是编程式,因为ProxyFactoryBean是一个FactoryBean,一个FactoryBean的目标就是以编程式替换复杂的配置式,而且最重要的是它暴露的API太过低级,配置文件中bean元素的abstract属性对配置文件的长度提供有限的帮助,自动代DefaultAdvisorAutoProxyCreator很好的隐藏了低级的API,DefaultAdvisorAutoProxyCreator是一个BeanPostProcessor,用于完成AOP框架与IoC容器的集成工作,但是这种方式依然没有解决需要同XXXAdvisor这样的低级API打交道的问题;

随着spring2.x引入的xml元素及@Aspect注解的AspectJ描述性风格的出现,使用Spring AOP框架的使用达到完全的声明式标准,这种风格也使得Spring 事务框架受益,从TransactionProxyFactoryBean类到xml元素

 

及@Transactional注解,

原文:http://www.iteye.com/topic/1114645

使得我们只需关注高层描述,而无需涉及低级API。

附上DefaultAdvisorAutoProxyCreator的类结构图:

 

 

总结:

要全面理解AOP相关概念,回答下述问题是必须的。

1。AOP概念产生的背景,AOP所要解决的问题,AOP所涉及的概念,

2。实现一个AOP框架所需要注意的问题是什么,

3。不同AOP框架实现之间的比较,

4。AOP的一些副作用讨论。

责任编辑:陈贻新 来源: H_eaven
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