Spring AOP底层实现原理（动态代理）

什么是AOP？

AOP（面向切面编程）通过预编译的方式和运行期动态代理的方式来实现程序功能统一维护的一种方式，是OOP（面向对象编程）的延续。利用AOP可以对业务逻辑的各个部分进行隔离，从而使得业务逻辑各个部分之间的耦合度减低，提高程序的可重用性，同时提高了开发效率。
- OOP 针对业务处理过程的实体及其属性和行为进行抽象封装，以获取更加清晰高效的逻辑单元划分
- AOP利用的是一种横切技术，解剖开封装的对象内部，并将哪些影响多个类的公共行为封装到一个可重用模块，这就是所谓的Aspect方面/切面。所谓的切面，简单点所说，就是将哪些与业务无关，却为业务模块所共同调用的行为（方法）提取封装，减少系统的重复代码，以达到逻辑处理过程中各部分之间低耦合的隔离效果
AOP采取横向抽取机制，取代了传统的纵向继承体系重复性代码
通过横切技术，AOP把软件系统分为两部分：核心关注点 和 横切关注点。业务处理的主要流程是核心关注点（比如：增删改查等. . .），与之关系不大的是横切关注点（比如：权限认证，日志记录等. . .）。横切关注点的一个特点是：它们经常发生在核心关注点的多处，且各处都基本相似。如在增删改操作后，进行日志记录 . . .

AOP能做什么？

权限认证
日志记录
性能统计
事务处理
异常处理
. . .

AOP相关术语

Joinpoint（连接点）：连接点是指可以被拦截到的点，在spring中，这些点指的是方法，因为spring只支持方法类型的连接点，不提供属性的连接点，也就是说spring aop只能对方法层面进行增强
Pointcut（切入点）：切入点是指我们要对哪些Joinpoint进行拦截的定义，即真正被拦截的点
Advice（增强 / 通知）：通知是指拦截到Joinpoint之后要做的事情，如* 对 save方法进行权限认证，权限认证的方法称为通知。通知分为：前置通知、后置通知、异常通知、环绕通知、最终通知
Target（目标对象）：包含Joinpoint连接点的对象，即被通知(增强)或被代理的对象（类）
Weaving（织入）：织入是指把增强应用到Target目标对象来创建新的代理对象的过程，如* 将权限认证应用到UserSeviceImpl目标对象的save方法的这个过程
Proxy（代理）：目标类被织入增强后，会产生一个结果代理类。在Spring中，AOP代理可以是JDK动态代理或 CGLib代理，并且Spring可以智能识别什么时候使用JDK动态代理，什么时候使用CGLib代理
Aspect（切面）：切面是指切入点和通知的组合

在执行增删改操作后，都可进行日志记录，所以add、remove 和 edit方法都是JoinPoint连接点。由于需求是在执行删除操作后进行日志记录，所以remove方法是Pointcut切入点，日志记录的方法称为Advice通知。UserServiceImpl类被应用了增强，所以UserServiceImpl被称为Target目标对象。将日志记录应用到UserServiceImpl的remove方法的这个过程被称为Weaving织入。UserServiceImpl目标类被应用增强（通知）后，会产生一个代理类，被称为Proxy。

前面我们已经了解了AOP的基本慨念、AOP相关术语，那么下面就了解一下AOP的底层实现。

Spring AOP底层实现

JDK动态代理
CGLib代理

在了解AOP底层实现之前，我们回顾一下前面讲过的一句话：AOP采取横向抽取机制，取代了传统的纵向继承体系重复性代码，那么什么是横向抽取，什么是纵向继承呢？

举一个例子，有100个UserDao类，每个类中都有一个save方法，而我们要求在每个save方法执行之前都进行权限校验，那么我们该怎么做呢？

最初，我们是在每个类中都写一个权限校验的方法，然后在save方法中直接调用改方法。或者是直接将权限校验的代码写在save方法中。

但在每一个类中都写一遍权限校验的代码，这样就会显得很麻烦，代码开发量过大，且难以维护。

所以在这时候，人们想到了一个解决办法，编写一个通用的类，并将权限校验的方法放入改类中，然后让这些UserDao类取继承该通用类，然后直接在save方法中调用权限校验的方法。这样代码就显得整洁很多，而且更利于后期的维护。这就是前面提到的纵向继承

紧接着，在AOP出现后，就通过AOP来进行解决，那么AOP是怎么解决的呢？

AOP采取横向抽取机制，其实就是代理机制，对目标类产生一个代理类，然后再代理类中对目标方法进行增强。

AOP的底层实现有两种代理机制，JDK动态代理和 CGLib代理。下面我们就先以JDK动态代理为例讲解。

JDK动态代理

由于JDK动态代理只能对实现了接口的类产生代理对象，所以这里先定义接口：

package com.cd4356.spring_aop.jdkProxy;public interface UserDao1 {void save();void delete();
}

package com.cd4356.spring_aop.jdkProxy;public interface UserDao2 {void save();void delete();
}

让目标类实现定义的接口：

package com.cd4356.spring_aop.jdkProxy;public class UserDaoImpl1 implements UserDao1 {public void save() {System.out.println("保存用户1");}public void delete() {System.out.println("删除用户1");}
}

package com.cd4356.spring_aop.jdkProxy;public class UserDaoImpl2 implements UserDao2 {public void save() {System.out.println("保存用户2");}public void delete() {System.out.println("删除用户2");}
}

定义一个类，实现InvocationHandler接口，然后调用Proxy类的newProxyInstance方法来创建代理对象。

newProxyInstance方法有三个参数：ClassLoader loader用来指明生成代理对象使用的类加载器；Class<?>[ ] interfaces 用来指明目标类实现的所有接口；InvocationHandler h 用来指明产生的这个代理对象要做的事情。

实现InvocationHandler接口后需要重写invoke方法，代理类调用的所有方法实际上都是通过invoke方法调用的目标方法，invoke方法内部实现了两个逻辑：一个是增强逻辑，一个是执行目标方法。通过method.getName()获取当前调用的是代理对象的哪个方法，如果该方法是要被增强的方法，则进行增强，否则直接执行。

package com.cd4356.spring_aop.jdkProxy;import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;/*** 创建JDK动态代理类*/
public class JdkProxy implements InvocationHandler {private Object target;/*** @param target 将目标对象作为参数传入进来*/public JdkProxy(Object target) {this.target = target;}/*** 创建代理* @return*/public Object createProxy(){/*** 通过newProxyInstance方法产生代理对象* @param loader 通过object.getClass().getClassLoader()获取目标对象的类加载器* @param interfaces 通过object.getClass.getClassInterfaces()获取目标对象实现的所有接口* @param h 获取实现的InvocationHandler接口实例* @return 返回指定目标对象的代理对象*/Object proxy = (Object) Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),target.getClass().getInterfaces(),this);return proxy;}/*** 调用目标类中的所有方法都相当于调用invoke方法* @param proxy 代理对象* @param method 目标方法* @param args 执行方法需要的参数* @return method.invoke(target,args)* @throws Throwable*/public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {Object result;/*** 如果目标对象中方法的方法名为save,就进行权限校验,然后执行该方法* 如果方法名不为save,直接执行该方法*/if ("save".equals(method.getName()) || "delete".equals(method.getName())){System.out.println("权限校验. . .");//执行目标方法result = method.invoke(target,args);System.out.println("后置通知. . .\n");return result;}return method.invoke(target,args);}
}

package com.cd4356.spring_aop.jdkProxy;import org.junit.Test;public class SpringDemo {@Testpublic void demo1(){UserDao1 userDao1 =new UserDaoImpl1();// 将目标类对象传入产生代理对象UserDao1 proxy1 = (UserDao1) new JdkProxy(userDao1).createProxy();// 调用代理类的方法proxy1.save();proxy1.delete();UserDao2 userDao2 =new UserDaoImpl2();// 产生代理对象UserDao2 proxy2 = (UserDao2) new JdkProxy(userDao2).createProxy();// 调用代理类的方法proxy2.save();proxy2.delete();}
}

CGLib代理

AOP底层实现的另一种代理机制 CGLib代理。

CGLib代理不要求目标类一定要实现了接口，它采用非常底层的字节码技术，可以为一个类创建子类，从而解决无接口代理问题。

package com.cd4356.spring_aop.cglibProxy;public class UserService {public void save() {System.out.println("保存用户1 . . .");}}

（使用CGLib代理，需引入cglib依赖或 spring相关依赖）

package com.cd4356.spring_aop.cglibProxy;import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;/*** 创建JDK动态代理类*/
public class CGLibProxy implements MethodInterceptor {private Object object;/*** @param object 将目标对象作为参数传入进来*/public CGLibProxy(Object object) {this.object = object;}/*** 创建代理* @return*/public Object createProxy(){// 1、创建核心类Enhancer enhancer = new Enhancer();// 2、设置父类enhancer.setSuperclass(object.getClass());// 3、设置回调enhancer.setCallback(this);// 4、生成代理Object proxy = enhancer.create();return proxy;}/*** 方法内部实现了两个逻辑，一个是增强逻辑 ，一个是执行目标方法。* @param proxy 代理对象* @param method 目标方法* @param args 执行方法需要用到的参数* @param methodProxy 代理方法* @return methodProxy.invokeSuper(proxy,args)* @throws Throwable*/public Object intercept(Object proxy, Method method, Object[] args,MethodProxy methodProxy) throws Throwable {Object result;/*** 如果目标对象中方法的方法名为save,就进行权限校验,然后执行该方法* 如果方法名不为save,直接执行该方法*/if ("save".equals(method.getName()) || "delete".equals(method.getName())){System.out.println("权限校验. .");//执行目标方法result = methodProxy.invokeSuper(proxy,args);System.out.println("后置通知. .\n");return result;}return methodProxy.invokeSuper(proxy,args);}
}

package com.cd4356.spring_aop.cglibProxy;import org.junit.Test;public class SpringDemo {@Testpublic void demo(){UserService userService =new UserService();// 将目标类对象传入产生代理对象UserService proxy = (UserService) new CGLibProxy(userService).createProxy();// 调用代理类的方法proxy.save();}
}

总结：

Spring在运行期，生成动态代理对象，不需要特殊的编译器
Spring AOP的底层，是通过JDK动态代理和 CGLib动态代理技术，为目标对象执行横向织入
Spring AOP非常智能，它可以根据目标对象是否实现了接口，自动选择使用哪种代理方式（默认使用JDK动态代理）
- 如果目标对象实现了接口，Spring使用JDK的java.lang.reflect.Proxy类代理
- 如果目标对象没有实现接口，Spring使用CGLib库生成目标对象的子类
程序中应优先对接口创建代理，便于程序的解耦和维护
标记为final的方法，不能被代理（因为方法被final修饰后，不能被重写）
- JDK动态代理，是针对接口生成子类，接口中的方法不能被final修饰
- CGLib代理，是针对目标类产生子类，因此类和方法不能使用final修饰
Spring只支持方法的连接点，不提供属性的连接点，即Spring AOP仅对方法层面进行增强

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