手寫Spring AOP，快來瞧一瞧看一看撒！

狐言不胡言發表於2021-04-21

Spring

上面兩篇內容說到了手寫IOC和DI，本篇內容就是手寫AOP，由於內容中使用到了上面兩篇內容寫的程式碼，所以此處貼下連結：

手寫Spring IOC容器：點選進入

手寫Spring DI依賴注入：點選進入

AOP分析

AOP是什麼

Aspect Oriented Programming 面向切面程式設計，在不改變類的程式碼的情況下，對類的方法進行功能增強

那麼如果要實現一個AOP，需要做的事情就是要向使用的使用者提供AOP功能，能夠通過AOP技術實現對類的方法進行功能增強

AOP中的元素

Advice 通知，即增強的功能
Join points 連線點，可以選擇的方法點，即有哪些可以增強的方法供選擇
Pointcut 切入點，選擇切入的方法點，即對哪些方法進行增強
Aspact 切面，選擇的多個方法點 + 增強的功能，即Advice和Pointcut的組合
Introduction 引入，新增新的方法、屬性到已經存在的類中，叫做引入
Weaving 織入，即不改變原來的程式碼，加入增強的功能

手寫AOP的話，上面幾個元素有的是需要使用者提供的：Advice、Pointcut、Aspact，使用者需要提供增強的功能和切入點、切面資訊；AOP框架需要提供Join points、Weaving

AOP提供的功能

需要功能的增強，即Advice通知
對類的方法進行增強，那需要可以選擇的要增強的方法點，即Pointcut切入點
需要在不改變原類程式碼的情況下，進行功能的增強，即Weaving織入

圖解AOP
在這裡插入圖片描述
假設我們現在玩一局王者榮耀，選擇了一個英雄魯班，這個魯班需要參與整個遊戲直到結束，不管是否掛機；剛剛開始的時候，沒有任何裝備，假設魯班身上的各個部位是Join points，即這些部位需要裝備去增強它，那每一個裝備就是Advice增強的功能，比如增加攻速、生命等，現在買了一個鞋子，那麼就是選擇在速度上進行增強，即穿在腳上，那麼就是Pointcut，那麼這個鞋子加上腳就是Aspact切面，上面說的例子可能不夠好，見諒啊！

特點分析

Advice

實現一個Advice，就需要知道Advice有哪些特點，從上面可以知道Advice是使用者來提供的，所以有很多不可控的因素

使用者性：由使用者來提供增強的功能，即增強功能的程式碼是使用者來進行編寫的
多變性：既然使用者來提供，那麼對於不同的需求，增強的邏輯都是不一樣的
可選時機：使用者可以選擇在方法的前面、後面、異常時進行功能增強
多重性：同一個切入點，即同一個方法，可以有多重的增強，不止增強一次

Pointcut

切入點，通過上面知道它也是使用者提供的，所以它的特點和Advice基本上差不多

使用者性：由使用者來指定，對哪些方法進行功能增強
多變性：使用者可以靈活的來指定
多點性：使用者可以選擇在多個方法點上進行功能增強

Weaving

織入，這部分程式碼，是需要框架提供的，即是需要我們自己去實現的邏輯，通過這個可以把增強的功能加入到使用者指定的方法上面

無侵入性：不改變原來類的程式碼，去實現功能的增強
需要我們在AOP框架中自己實現邏輯

通過上面的內容，可以知道，需要做的事情就是Advice、Pointcut、Weaving三個部分，Join points為什麼不需要去實現呢，這部分內容在編寫程式碼的過程中就可以知道了

Advice實現

Advice是由使用者來實現的，這部分邏輯需要使用者寫好然後我們實現AOP的時候來進行使用；我們需要認識使用者的東西，使用者需要使用我們寫的框架，而且還需要隔絕使用者的多變性

那麼需要做的事情是啥呢，可以定義一個標準的介面，使用者通過實現介面來提供不同的增強邏輯，這就是應對變化的方式，面向介面程式設計

定義Advice介面

定義的Advice是一個頂級介面，不需要寫任何的方法，然後根據前置、後置、環繞、異常增強，來去實現Advice介面，那麼這些增強需要的引數是一樣的嗎，請往下看

Advice介面：

/**
 * @className: Advice
 * @description: 通知的標準介面
 * @author TR
 */
public interface Advice {

}

首先，我們知道，增強是對方法進行增強，那麼使用Advice的時候，需要給的就是方法的一些資訊

前置增強

在方法執行前進行增強，那麼可以知道前置增強是不需要返回值的，需要的引數如下：

方法自身 Method
方法的引數 Object[]
方法所在的類（物件） Object

後置增強

在方法執行後進行增強，那需要的引數是不是需要增加一個啊，即需要方法的返回值，因為我如果需要對返回值做一下處理，就需要用到它，而且後置增強也是不需要返回值的，需要的引數如下：

方法自身 Method
方法的引數 Object[]
方法所在的類（物件） Object
方法的返回值 Object

環繞增強

包裹方法進行增強，它是需要包裹整個方法，即方法由它來執行，那麼環繞增強是需要返回值的，這個返回值是需要增加方法的返回值，需要的引數如下：

方法自身 Method
方法的引數 Object[]
方法所在的類（物件） Object

異常增強

捕獲方法執行時的異常資訊，然後進行增強，而且它也是需要包裹方法進行增強的，即它可以在環繞增強中來實現

通過上面知道，需要定義三個方法：前置增強的方法、後置增強的方法、環繞和異常增強的方法，那這三個方法是定義在一個介面裡面，還是分三個介面呢，根據單一職責原則，還是分三個介面來實現比較好，而且還可以根據不同的介面型別來區分是哪個Advice

定義前置、後置、環繞和異常增強介面

定義前置增強介面MethodBeforeAdvice：

/**
 * @className: MethodBeforeAdvice
 * @description: 前置增強介面
 * @author TR
 */
public interface MethodBeforeAdvice extends Advice {

    /**
     * 前置增強方法
     * @param method: 將要被執行的方法
     * @param target: 執行方法的目標物件
     * @param args: 執行方法的引數
     * @return: void
     **/
    void before(Method method, Object target, Object[] args);
}

定義後置增強介面AfterReturningAdvice：

/**
 * @className: AfterReturningAdvice
 * @description: 後置增強介面
 * @author TR
 */
public interface AfterReturningAdvice extends Advice {
    
    /**
     * 後置增強方法
     * @param method: 將要被執行的方法
     * @param target: 執行方法的目標物件
     * @param args: 執行方法的引數
     * @param returnValue: 執行方法的返回值
     * @return: void
     **/
    void after(Method method, Object target, Object[] args, Object returnValue);
}

定義環繞、異常增強介面MethodInterceptor：

/**
 * @className: MethodInterceptor
 * @description: 環繞、異常增強介面
 * @author TR
 */
public interface MethodInterceptor extends Advice {

    /**
     * 環繞、異常增強方法，在方法實現中需要呼叫目標方法
     * @param method: 將要被執行的方法
     * @param target: 執行方法的目標物件
     * @param args: 執行方法的引數
     * @return: java.lang.Object 執行方法的返回值
     * @throws Throwable
     **/
    Object invoke(Method method, Object target, Object[] args) throws Throwable;
}

類圖如下：
在這裡插入圖片描述

Pointcut實現

Pointcut的特點：

使用者性：由使用者來指定，對哪些方法進行功能增強
多變性：使用者可以靈活的來指定
多點性：使用者可以選擇在多個方法點上進行功能增強

我們需要給使用者提供一個東西，讓使用者可以靈活的來指定方法點，而且我們獲取到的時候又能夠知道，使用者對哪些方法點進行了指定

指定對哪些方法進行增強，指定的資訊是什麼，其實就是一個或者多個方法，而且如果有過載存在呢，所以這個指定的東西，就是一個完整的方法簽名

那該怎麼做到靈活性、多點性呢，這個指定的資訊是可以描述一類方法的，比如：

某個包下某個類的某個方法
某個包下某個類的所有方法
某個包下所有類中以get開頭的方法
某個包下所有類中以get開頭以sevice結尾的方法
某個包下及其子包下所有類中以get開頭以sevice結尾的方法

那麼可以定義一個表示式，來去描述上面的資訊，這個描述的資訊是包名.類名.方法名(引數型別)

每一部分是如何要求的呢？

包名：需要有父子特點，可以模糊匹配
類名：可以模糊匹配
方法名：可以模糊匹配
引數型別：可以有多個

定義的表示式是需要來判斷：是否需要對某個類的某個方法進行增強，那麼需要去匹配類和匹配方法

匹配的表示式：

正規表示式
AspactJ表示式

AspactJ表示式學習

/**
 * @className: AspectJTest
 * @description: AspectJ測試類
 */
public class AspectJTest {

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        //獲得切點解析器
        PointcutParser pp = PointcutParser
                .getPointcutParserSupportingAllPrimitivesAndUsingContextClassloaderForResolution();
        //切點解析器根據規則，解析出一個型別匹配器
        TypePatternMatcher tp = pp.parseTypePattern("di.*");
        //根據表示式生成一個切點表示式
        PointcutExpression pe = pp.parsePointcutExpression("execution(* demo.beans.BeanFactory.get*(..))");

        //匹配MagicGril的getName方法
        Class<?> cl =  MagicGril.class;
        Method method = cl.getMethod("getName", null);
        //匹配方法執行
        ShadowMatch sm = pe.matchesMethodExecution(method);
        System.out.println("是否匹配到方法：" + sm.alwaysMatches());
        System.out.println(cl.getName() + "，是否匹配表示式：" + pe.couldMatchJoinPointsInType(cl));
        System.out.println(DefaultBeanFactory.class + "，是否匹配表示式：" + pe.couldMatchJoinPointsInType(DefaultBeanFactory.class));

        System.out.println(cl.getName() +"類下的所有方法：");
        for (Method method1 : cl.getMethods()) {
            System.out.println(method1.getName());
        }
    }
}

輸出結果：
在這裡插入圖片描述
通過上面的描述，可以知道，切點該怎麼去設計了

切點需要有的屬性就是切點表示式，需要提供的功能就是匹配類和匹配方法

而且這裡也可以像Advice一樣定義一個頂級介面，因為如果以後有其他的表示式更加好用的話，需要擴充套件，那麼只需要繼承定義的這個頂級介面就行了，不管它內部如何實現，都要去實現我們定義的匹配類和匹配方法的行為

定義PointCut介面

/**
 * @className: PointCut
 * @description: 切點匹配介面
 * @author: TR
 */
public interface PointCut {

    /**
     * 匹配類
     * @author: jinpeng.sun
     * @date: 2021/4/19 13:46
     * @param targetClass: 匹配的目標類
     * @return: boolean
     **/
     boolean matchClass(Class<?> targetClass);

     /**
      * 匹配方法
      * @author: jinpeng.sun
      * @date: 2021/4/19 13:46
      * @param method: 匹配的目標方法
      * @param targetClass: 匹配的目標類
      * @return: boolean
      **/
     boolean matchMethod(Method method, Class<?> targetClass);
}

定義正規表示式的實現類：RegExpressionPointcut

此處不實現，主要使用AspactJ的方式

/**
 * @className: RegExpressionPointcut
 * @description: 正規表示式實現類
 * @author: TR
 */
public class RegExpressionPointcut implements PointCut {

    @Override
    public boolean matchClass(Class<?> targetClass) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean matchMethod(Method method, Class<?> targetClass) {
        return false;
    }
}

定義AspectJ切點表示式的實現類：AspectJExpressionPointcut

/**
 * @className: AspectJExpressionPointcut
 * @description: AspectJ切點表示式實現類
 * @author: TR
 */
public class AspectJExpressionPointcut implements PointCut {

    /** 獲得切點解析器 */
    PointcutParser pp = PointcutParser
            .getPointcutParserSupportingAllPrimitivesAndUsingContextClassloaderForResolution();

    /** 切點表示式的字串形式 */
    private String expression;

    /** AspectJ中的切點表示式 */
    private PointcutExpression pe;

    public AspectJExpressionPointcut(String expression) {
        super();
        this.expression = expression;
        pe = pp.parsePointcutExpression(expression);
    }


    @Override
    public boolean matchClass(Class<?> targetClass) {
        return pe.couldMatchJoinPointsInType(targetClass);
    }

    @Override
    public boolean matchMethod(Method method, Class<?> targetClass) {
        ShadowMatch sm = pe.matchesMethodExecution(method);
        return sm.alwaysMatches();
    }

    public String getExpression() {
        return expression;
    }
}

實現步驟：

maven引入Aspectj的jar

 <dependency>
    <groupId>org.aspectj</groupId>
    <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
    <version>1.9.6</version>
 </dependency>

獲得切點解析器

 PointcutParser pp = PointcutParser
        .getPointcutParserSupportingAllPrimitivesAndUsingContextClassloaderForResolution();

解析切點表示式，獲得PointcutExpression

PointcutExpression pe = pp.parsePointcutExpression(
				"execution(* edu.dongnao.courseware.beans.BeanFactory.get*(..))");

使用PointcutExpression匹配類，不可靠

pe.couldMatchJoinPointsInType(targetClass)

使用PointcutExpression匹配方法，可靠

ShadowMatch sm = pe.matchesMethodExecution(method);
return sm.alwaysMatches();

類圖如下：
在這裡插入圖片描述

Aspact實現

上面實現了Advice和Pointcut，那麼使用者該如何使用呢？

Advice是使用者提供的功能增強實現，是需要繼承介面的，那麼可以把Advice配置成一個bean，Pointcut是切點表示式，是用來匹配類和方法的，是不需要配置成bean的，只需要提供一個字串形式的表示式就行了，那麼adviceBeanName+expression就組成了切面

下面通過外觀模式來實現切面，把Advice和Pointcut組合起來

定義Advisor介面

/**
 * @className: Advisor
 * @description: 構建切面的介面，組合advice和pointcut
 * @author: TR
 */
public interface Advisor {

    /**
     * 獲取通知bean的名稱
     * @return: java.lang.String
     **/
    String getAdviceBeanName();

    /**
     * 獲取切點表示式
     * @return: java.lang.String
     **/
    String getExpression();
}

定義PointcutAdvisor介面

/**
 * @className: PointcutAdvisor
 * @description: 切點通知者，繼承自Advisor，擴充套件了pointcut
 * @author: TR
 */
public interface PointcutAdvisor extends Advisor {

    /**
     * 獲取切點
     * @return: PointCut
     **/
    PointCut getPointCut();
}

定義AspectJPointcutAdvisor實現類

/**
 * @className: AspectJPointcutAdvisor
 * @description: AspectJ切點表示式的通知者實現類
 * @author: TR
 */
public class AspectJPointcutAdvisor implements PointcutAdvisor {

    /** 通知bean的名稱 */
    private String adviceBeanName;

    /** 表示式 */
    private String expression;

    /** 切點 */
    private PointCut pointCut;

    public AspectJPointcutAdvisor(String adviceBeanName, String expression) {
        this.adviceBeanName = adviceBeanName;
        this.expression = expression;
        this.pointCut = new AspectJExpressionPointcut(expression);
    }

    @Override
    public PointCut getPointCut() {
        return pointCut;
    }

    @Override
    public String getAdviceBeanName() {
        return adviceBeanName;
    }

    @Override
    public String getExpression() {
        return expression;
    }
}

下面的類不予實現，主要使用AspactJ的形式

/**
 * @className: RegPointcutAdvisor
 * @description: 正則切點表示式的通知者實現類
 * @author: TR
 */
public class RegPointcutAdvisor implements PointcutAdvisor {

    /** 通知bean的名稱 */
    private String adviceBeanName;

    /** 表示式 */
    private String expression;

    /** 切點 */
    private PointCut pointCut;

    public RegPointcutAdvisor(String adviceBeanName, String expression) {
        this.adviceBeanName = adviceBeanName;
        this.expression = expression;
        this.pointCut = new RegExpressionPointcut();
    }

    @Override
    public PointCut getPointCut() {
        return null;
    }

    @Override
    public String getAdviceBeanName() {
        return null;
    }

    @Override
    public String getExpression() {
        return null;
    }
}

類圖如下：
在這裡插入圖片描述

從上面的圖中看到了，如果再擴充套件其他的切點表示式，那麼在實現類中，可以看到，有很多的重複程式碼，那麼是不是還可以優化一下呢，可以在實現類的上層再加一個抽象類，來繼承PointcutAdvisor，然後主要的切點實現繼承這個抽象類就行了

Weaving實現

要完成的事情

將使用者提供的增強功能加入到指定的方法上，需要我們來實現

什麼時候做織入

在建立Bean例項的時候，在Bean初始化完成後，再進行織入

怎麼知道Bean要進行增強

需要遍歷Bean類及其所有的方法，然後依次的去匹配使用者指定的切面，如果存在匹配的切面，就是需要增強了

怎麼織入呢，就是需要用到代理了！
在這裡插入圖片描述
使用者需要去註冊切面，我們還需要實現判斷匹配、織入的的邏輯，這部分程式碼改如何寫，需要寫到哪裡呢

現在要做的事情，就是在Bean建立的過程中加一項處理，後面可能會在Bean的建立過程中加入更多的處理，如果這部分程式碼都寫在BeanFactory中，那麼這個類是不是就會有特別多的程式碼，而且後面不方便擴充套件

看下Bean的建立過程：
在這裡插入圖片描述
上面圖中，每個箭頭都是加的擴充套件點，後面可能存在的是，需要在這些點上加入更多的處理邏輯，那麼就需要設計一種方式，在不改變BeanFactory的情況下，能靈活的擴充套件，那麼可以使用觀察者模式，有幾個擴充套件點，就是有幾個主題，六個觀察者
在這裡插入圖片描述

定義觀察者介面BeanPostProcessor

/**
 * @className: BeanPostProcessor
 * @description: 後置處理器，Bean例項化完成後及依賴注入完成後觸發
 * @author: TR
 */
public interface BeanPostProcessor {

    /**
     * bean初始化前的處理
     * @author: TR
     * @param bean: bean例項
     * @param beanName: bean名稱
     * @return: java.lang.Object
     **/
    default Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws Exception {
       return bean;
    }

    /**
     * bean初始化後的處理
     * @author: TR
     * @param bean: bean例項
     * @param beanName: bean名稱
     * @return: java.lang.Object
     **/
    default Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws Exception {
        return bean;
    }
}

定義通知介面Aware

/**
 * @className: Aware
 * @description: 構建通知介面
 * @date: 2021/4/19 16:38
 * @author: jinpeng.sun
 */
public interface Aware {
}

/**
 * @className: BeanFactoryAware
 * @description: bean工廠構建通知介面
 * @author: TR
 */
public interface BeanFactoryAware extends Aware {

    /**
     * 介面實現者獲得bean工廠方法
     * @author: TR
     * @param bf:
     * @return: void
     **/
    void setBeanFactory(BeanFactory bf);
}

上面的介面主要用來獲得Bean工廠資訊

定義通知者註冊介面AdvisorRegistry

這個介面主要用來把Advisor註冊到增強功能的實現類裡面

/**
 * @className: AdvisorRegistry
 * @description: 通知者註冊介面
 * @author: TR
 */
public interface AdvisorRegistry {

    /**
     * 註冊通知者
     * @author: TR
     * @param advisor:
     * @return: void
     **/
    public void registerAdvisor(Advisor advisor);

    /**
     * 獲得通知者列表
     * @author: TR
     * @date: 2021/4/19 16:45
     *
     * @return: java.util.List<demo.aop.advisor.Advisor>
     **/
    public List<Advisor> getAdvisors();
}

定義增強處理的觀察者實現類AdvisorAutoProxyCreator

/**
 * @className: AdvisorAutoProxyCreator
 * @description: 功能增強的實現類，使用者和框架互動的核心類
 * 使用者通過Advisor提供切面，向DefaultBeanFactory注入該實現
 * 框架內部：DefaultBeanFactory注入ioc容器
 * DefaultBeanFactory呼叫BeanPostProcessor介面相關方法，進行功能增強
 * @author: TR
 */
public class AdvisorAutoProxyCreator implements BeanPostProcessor, BeanFactoryAware, AdvisorRegistry {

    /** 通知者列表 */
    private List<Advisor> advisors;

    /** 當前的bean */
    private BeanFactory beanFactory;

    public AdvisorAutoProxyCreator() {
        this.advisors = new ArrayList<>();
    }

    @Override
    public void registerAdvisor(Advisor advisor) {
        this.advisors.add(advisor);
    }

    @Override
    public List<Advisor> getAdvisors() {
        return this.advisors;
    }

    @Override
    public void setBeanFactory(BeanFactory bf) {
        this.beanFactory = bf;
    }

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws Exception {
        return null;
    }
}

註冊BeanPostProcessor

BeanFactory介面中增加註冊BeanPostProcessor的方法

    /** 註冊BeanPostProcessor */
    void registerBeanPostProcessor(BeanPostProcessor beanPostProcessor);

DefaultBeanFactory實現類中增加如下方法：

    private List<BeanPostProcessor> postProcessors = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

    @Override
    public void registerBeanPostProcessor(BeanPostProcessor beanPostProcessor) {
        postProcessors.add(beanPostProcessor);
        if (beanPostProcessor instanceof BeanFactoryAware) {
            ((BeanFactoryAware) beanPostProcessor).setBeanFactory(this);
        }
    }

getBean方法中增加bean初始化前後的處理：

 @Override
    public Object getBean(String beanName) throws Exception {
        //獲取bean定義
        BeanDefinition bd = beanDefinitionMap.get(beanName);
        Object bean = doGetBean(beanName);

        //屬性注入
        setPropertyDIValues(bd, bean);

        //bean初始化前的處理
        bean = this.applyPostProcessBeforeInitialization(bean, beanName);

        //bean的生命週期
        if (StringUtils.isNotBlank(bd.getInitMethodName())) {
            doInitMethod(bean,bd);
        }

        //bean初始化後的處理
        bean = this.applyPostProcessAfterInitialization(bean, beanName);

        return bean;
    }
    
    /**
     * bean初始化後的處理
     * @author: TR 
     * @param bean: 
     * @param beanName: 
     * @return: java.lang.Object
     **/
    private Object applyPostProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws Exception {
        for (BeanPostProcessor bp : this.postProcessors) {
            bean = bp.postProcessBeforeInitialization(bean, beanName);
        }
        return bean;
    }

    /**
     * bean初始化前的處理
     * @author: TR 
     * @param bean: 
     * @param beanName: 
     * @return: java.lang.Object
     **/
    private Object applyPostProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws Exception {
        for (BeanPostProcessor bp : this.postProcessors) {
            bean = bp.postProcessAfterInitialization(bean, beanName);
        }
        return bean;
    }

下面需要實現的就是判斷bean是否需要增強了，那麼需要獲取到bean的所有方法，然後根據註冊進來的advisors去遍歷它，然後得到切點去匹配類和方法

修改AdvisorAutoProxyCreator類中的postProcessAfterInitialization方法：

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws Exception {
        //判斷是否需要進行切面增強，及獲得增強的通知實現
        List<Advisor> advisors = getMatchedAdvisors(bean, beanName);
        //如果需要增強，返回增強後的物件
        if (CollectionUtils.isNotEmpty(advisors)) {
            //使用代理模式進行功能增強
        }
        return bean;
    }

下面是獲取匹配的方法程式碼：

    /**
     * 獲取匹配的方法
     * @author: TR
     * @param bean: bean例項
     * @param beanName: bean名稱
     * @return: void
     **/
    private List<Advisor> getMatchedAdvisors(Object bean, String beanName) {
        if (CollectionUtils.isEmpty(advisors)) {
            return null;
        }
        //得到類
        Class<?> beanClass = bean.getClass();
        //得到所有的方法
        List<Method> allMethods = getAllMethodForClass(beanClass);

        //存放匹配的Advisor
        List<Advisor> advisors = new ArrayList<>();
        for (Advisor ad : this.advisors) {
            if (ad instanceof PointcutAdvisor) {
                //判斷是否匹配
                if (isPointcutMatchBean((PointcutAdvisor) ad, beanClass, allMethods)) {
                    advisors.add(ad);
                }
            }
        }
        return advisors;
    }

獲取所有的方法，使用的是Spring framework提供的工具類，來找到類下面所有的方法：

    /**
     * 獲取所有的方法
     * @author: TR
     * @param beanClass:
     * @return: void
     **/
    private List<Method> getAllMethodForClass(Class<?> beanClass) {
        List<Method> allMethods = new LinkedList<>();
        Set<Class<?>> classes = new LinkedHashSet<>(ClassUtils.getAllInterfacesForClassAsSet(beanClass));
        classes.add(beanClass);
        for (Class<?> cc : classes) {
            //根據工具類獲取所有的方法
            Method[] methods = ReflectionUtils.getAllDeclaredMethods(cc);
            for (Method m : methods) {
              allMethods.add(m);
            }
        }
        return  allMethods;
    }

下面是判斷是否有匹配切點規則的方法，使用PointCut中定義的方法來實現：

   /**
     * 判斷是否有匹配切點規則的方法
     * @author: TR
     * @param ad: 切面
     * @param beanClass: 指定的類
     * @param allMethods: 指定的類下面所有的方法
     * @return: void
     **/
    private boolean isPointcutMatchBean(PointcutAdvisor ad, Class<?> beanClass, List<Method> allMethods) {
        PointCut p = ad.getPointCut();

        //匹配類
        if (!p.matchClass(beanClass)) {
            return false;
        }
        for (Method m : allMethods) {
            //匹配方法
            if (p.matchMethod(m, beanClass)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

判斷是否增強之後，就是需要進行代理增強了，那麼這裡的實現邏輯又是啥樣的呢
在這裡插入圖片描述
通過上圖可以看到，需要判斷代理的方式，即使用JDK動態代理還是CGLIB動態程式碼，那麼這裡也可以抽象出一個介面。然後不同的代理方式分別去實現

定義AopProxy代理介面

/**
 * @className: AopProxy
 * @description: AOP代理介面，用來建立和獲取代理物件
 * @author: TR
 */
public interface AopProxy {

    Object getProxy();

    Object getProxy(ClassLoader classLoader);
}

JDK動態代理實現

我們知道JDK動態代理是對介面進行的，那麼在實現中需要哪些資料呢？

要實現的介面
目標物件
匹配的Advisors
BeanFactory

需要的引數：

需要實現的介面
InvocationHandler

/**
 * @className: JdkDynamicAopProxy
 * @description: JDK動態代理實現
 * @author: TR
 */
public class JdkDynamicAopProxy implements AopProxy, InvocationHandler {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(JdkDynamicAopProxy.class);

    //bean名稱
    private String beanName;
    //bean物件，需要被代理的物件
    private Object target;
    //通知列表，需要被增強的功能
    private List<Advisor> advisors;
    //當前的bean
    private BeanFactory beanFactory;

    public JdkDynamicAopProxy(String beanName, Object target, List<Advisor> advisors, BeanFactory beanFactory) {
        this.beanName = beanName;
        this.target = target;
        this.advisors = advisors;
        this.beanFactory = beanFactory;
    }

    @Override
    public Object getProxy() {
        return this.getProxy(target.getClass().getClassLoader());
    }

    @Override
    public Object getProxy(ClassLoader classLoader) {
        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("為" + target + "建立JDK代理。");
        }
        return Proxy.newProxyInstance(classLoader, target.getClass().getInterfaces(), this);
    }

    /**
     * InvocationHandler介面的實現
     * 用來進行代理增強後返回實際的結果
     */
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        return AopProxyUtils.applyAdvices(target, method, args, advisors, proxy, beanFactory);
    }
}

CGLIB動態代理實現

CGLIB動態代理可以對介面和類進行，那麼它需要下面的資料：

要繼承的類
要實現的介面
目標物件
匹配的Advisors
BeanFactory
構造引數類
構造引數

需要的引數：

繼承的類
需要實現的介面
Callback
構造引數型別
構造引數

構造引數型別和構造引數在建立例項的時候會有的

/**
 * @className: CglibDynamicAopProxy
 * @description: Cglib動態代理
 * @author: TR
 */
public class CglibDynamicAopProxy implements AopProxy, MethodInterceptor {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CglibDynamicAopProxy.class);
    private static Enhancer enhancer = new Enhancer();

    //bean名稱
    private String beanName;
    //bean物件，需要被代理的物件
    private Object target;
    //通知列表，需要被增強的功能
    private List<Advisor> advisors;
    //當前的bean
    private BeanFactory beanFactory;

    public CglibDynamicAopProxy(String beanName, Object target, List<Advisor> advisors, BeanFactory beanFactory) {
        this.beanName = beanName;
        this.target = target;
        this.advisors = advisors;
        this.beanFactory = beanFactory;
    }

    @Override
    public Object getProxy() {
        return this.getProxy(target.getClass().getClassLoader());
    }

    @Override
    public Object getProxy(ClassLoader classLoader) {
        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("為" + target + "建立cglib代理。");
        }
        Class<?> superClass = this.target.getClass();
        enhancer.setSuperclass(superClass);
        enhancer.setInterfaces(this.getClass().getInterfaces());
        enhancer.setCallback(this);
        Constructor<?> constructor = null;

        try {
            constructor = superClass.getConstructor(new Class<?>[] {});
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        if (constructor != null) {
            return enhancer.create();
        } else {
            BeanDefinition bd = ((DefaultBeanFactory)beanFactory).getBeanDefinition(beanName);
            return enhancer.create(bd.getConstructor().getParameterTypes(), bd.getConstructorArgumentRealValues());
        }
    }

    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        return AopProxyUtils.applyAdvices(target, method, objects, advisors, o, beanFactory);
    }
}

AopProxyUtils它是用來幹什麼的呢，從上面可以看到，這部分的處理，主要是用來實現增強的，都是使用Advice來增強的，所以增強的邏輯是一樣的
在這裡插入圖片描述

/**
 * @className: AopProxyUtils
 * @description: aop代理工具類
 * @author: TR
 */
public class AopProxyUtils {


    /**
     * 對方法應用advice增強，獲得最終返回結果
     * @author: TR
     * @param target: 需要被增強的物件
     * @param method: 需要被增強的方法
     * @param args: 增強方法的引數
     * @param advisors: 匹配到的切面
     * @param proxy: bean物件功能增強後的代理物件
     * @param beanFactory: bean工廠
     * @return: java.lang.Object
     **/
    public static Object applyAdvices(Object target, Method method, Object[] args, List<Advisor> advisors,
                                      Object proxy, BeanFactory beanFactory) throws Throwable {
        //獲取對當前方法進行增強的advices
        List<Object> advices = AopProxyUtils.getShouldApplyAdvices(target.getClass(), method, advisors, beanFactory);
        if (CollectionUtils.isEmpty(advices)) {
            return method.invoke(target, args);
        } else {
            //使用責任鏈進行增強
            AopAdviceChainInvocation ac = new AopAdviceChainInvocation(proxy, target, method, args, advices);
            return ac.invoke();
        }
    }

    /**
     * 獲得與方法匹配的Advice切面列表
     * @author: TR
     * @param aClass:
     * @param method:
     * @param advisors:
     * @param beanFactory:
     * @return: java.util.List<demo.aop.advice.Advice>
     **/
    private static List<Object> getShouldApplyAdvices(Class<?> aClass, Method method,
                                                      List<Advisor> advisors, BeanFactory beanFactory) throws Exception {
        if (CollectionUtils.isEmpty(advisors)) {
            return null;
        }
        List<Object> advices = new ArrayList<>();
        for (Advisor advisor : advisors) {
            if (advisor instanceof PointcutAdvisor) {
                if (((PointcutAdvisor)advisor).getPointCut().matchMethod(method, aClass)) {
                    advices.add(beanFactory.getBean(advisor.getAdviceBeanName()));
                }
            }
        }
        return advices;
    }
}

如何來傳遞建立bean例項時獲得的資料到初始化後的Aop中，就是要在BeanDefinition中使用ThreadLocal持有引數值

BeanDefinition增加如下方法：

   /** 獲取構造引數值 */
    public Object[] getConstructorArgumentRealValues();

    /** 設定構造引數值 */
    public void setConstructorArgumentRealValues(Object[] values);

GeneralBeanDefinition類中相應的實現：

   private ThreadLocal<Object[]> realConstructorArgumentValues = new ThreadLocal<>();

    @Override
    public Object[] getConstructorArgumentRealValues() {
        return realConstructorArgumentValues.get();
    }

    @Override
    public void setConstructorArgumentRealValues(Object[] values) {
       this.realConstructorArgumentValues.set(values);
    }

責任鏈AopAdviceChainInvocation類

/**
 * @className: AopAdviceChainInvocation
 * @description: AOP責任鏈呼叫類
 * @author: TR
 */
public class AopAdviceChainInvocation {

    /** AOP責任鏈執行的方法 */
    private static Method invokeMethod;

    static {
        try {
            invokeMethod = AopAdviceChainInvocation.class.getMethod("invoke", null);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //代理類物件
    private Object proxy;
    //目標類物件
    private Object target;
    //呼叫執行的物件方法
    private Method method;
    //執行方法的引數
    private Object[] args;
    //方法被增強的功能：通知列表
    private List<Object> advices;

    public AopAdviceChainInvocation(Object proxy, Object target, Method method, Object[] args, List<Object> advices) {
          this.proxy = proxy;
          this.target = target;
          this.method = method;
          this.args = args;
          this.advices = advices;
    }

    //責任鏈執行記錄的索引號
    private int i = 0;

    public Object invoke() throws Throwable {
        if (i < this.advices.size()) {
            Object advice = this.advices.get(i++);
            if (advice instanceof MethodBeforeAdvice) {
                //執行前增強
                ((MethodBeforeAdvice)advice).before(method, target, args);
            } else if (advice instanceof MethodInterceptor) {
                //執行環繞增強和異常增強，這裡給的method和物件是invoke方法和鏈物件
                ((MethodInterceptor)advice).invoke(invokeMethod,this, null);
            } else if (advice instanceof AfterReturningAdvice) {
                //後置增強，先獲得結果，在增強
                Object returnValue = this.invoke();
                ((AfterReturningAdvice)advice).after(method, target, args, returnValue);
                return returnValue;
            }
            //回撥
            return this.invoke();
        } else {
            return method.invoke(target, args);
        }
    }
}

定義AopProxyFactory介面

代理的方式實現完了之後，就需要使用它了，這裡使用工廠模式實現：

/**
 * @className: AopProxyFactory
 * @description: AOP代理的工廠介面
 * @author: TR
 */
public interface AopProxyFactory {

    /**
     * 根據引數獲取AOP代理介面的實現
     * @param bean: 例項
     * @param beanName: bean名稱
     * @param advisors: advisors列表
     * @param beanFactory: bean工廠
     * @return: AopProxyFactory
     **/
    AopProxy createAopProxy(Object bean, String beanName, List<Advisor> advisors, BeanFactory beanFactory);

    /**
     * 獲取預設的AopProxyFactory
     * @return: AopProxyFactory
     **/
    static AopProxyFactory getDefaultAopProxyFactory() {
        return new DefaultAopProxyFactory();
    }
}

實現類：

/**
 * @className: DefaultAopProxyFactory
 * @description: 代理工廠實現類
 * @author: TR
 */
public class DefaultAopProxyFactory implements AopProxyFactory {

    @Override
    public AopProxy createAopProxy(Object bean, String beanName, List<Advisor> advisors, BeanFactory beanFactory) {
        //是用JDK動態代理還是CGLIB動態代理
        if (shouldUseJDKDynamicProxy(bean, beanName)) {
            return new JdkDynamicAopProxy(beanName, bean, advisors, beanFactory);
        } else {
            return new CglibDynamicAopProxy(beanName, bean, advisors, beanFactory);
        }
    }

    private boolean shouldUseJDKDynamicProxy(Object bean, String beanName) {
        return false;
    }
}

下面需要修改下AdvisorAutoProxyCreator類中的postProcessAfterInitialization方法：

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws Exception {
        //判斷是否需要進行切面增強，及獲得增強的通知實現
        List<Advisor> advisors = getMatchedAdvisors(bean, beanName);
        //如果需要增強，返回增強後的物件
        if (CollectionUtils.isNotEmpty(advisors)) {
            //使用代理模式進行功能增強
            bean = this.createProxy(bean, beanName, advisors);
        }
        return bean;
    }
    
    private Object createProxy(Object bean, String beanName, List<Advisor> advisors) {
        return AopProxyFactory.getDefaultAopProxyFactory()
                .createAopProxy(bean, beanName, advisors, beanFactory)
                .getProxy();
    }

DefaultBeanFactory類中快取建構函式的方式需要改變一下

determineConstructor方法中快取的程式碼註釋掉：

if (ct != null) {
//            //對於原型bean，快取起來
//            if (bd.isProtoType()) {
//                bd.setConstructor(ct);
//            }
            return ct;
        } else {
            throw new Exception("找不到對應的構造方法：" + bd);
        }

在createBeanByConstructor中增加程式碼

 /** 通過建構函式構建bean */
    private Object createBeanByConstructor(BeanDefinition bd) throws Exception {
        Object object = null;
        if (CollectionUtils.isEmpty(bd.getConstructorArgumentValues())) {
            //獲得的構造引數值是空的，就不傳參
            object = bd.getBeanClass().newInstance();
        } else {
            //獲得的引數值是空的，就不傳參
            Object[] args = getConstructorArgumentValues(bd);
            if (args == null) {
                object = bd.getBeanClass().newInstance();
            } else {
                // 根據引數匹配決定構造方法，然後進行例項化呼叫
                bd.setConstructorArgumentRealValues(args);
                Constructor<?> ct = this.determineConstructor(bd, args);
                // 快取建構函式由determineConstructor 中移到了這裡，無論原型否都快取，因為後面AOP需要用
                bd.setConstructor(ct);
                return ct.newInstance(args);
            }
        }
        return object;
    }

測試一下

前置增強實現：

public class MyBeforeAdvice implements MethodBeforeAdvice {

    @Override
    public void before(Method method, Object target, Object[] args) {
        System.out.println(this + " 對 " + target + " 進行了前置增強！");
    }
}

後置增強實現：

public class MyAfterReturningAdvice implements AfterReturningAdvice {

    @Override
    public void after(Method method, Object target, Object[] args, Object returnValue) {
        System.out.println(this + " 對 " + target + " 做了後置增強，得到的返回值=" + returnValue);
    }
}

環繞增強實現：

public class MyMethodInterceptor implements MethodInterceptor {

    @Override
    public Object invoke(Method method, Object target, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println(this + "對 " + target + "進行了環繞--前增強");
        Object ret = method.invoke(target, args);
        System.out.println(this + "對 " + target + "進行了環繞 --後增強。方法的返回值為：" + ret);
        return ret;
    }
}

測試類：

public class AopTest {
    static PreBuildBeanFactory bf = new PreBuildBeanFactory();

    @Test
    public void testCirculationDI() throws Throwable {

        GeneralBeanDefinition bd = new GeneralBeanDefinition();
        bd.setBeanClass(Lad.class);
        List<Object> args = new ArrayList<>();
        args.add("孫悟空");
        args.add(new BeanReference("baigujing"));
        bd.setConstructorArgumentValues(args);
        bf.registerBeanDefinition("swk", bd);

        bd = new GeneralBeanDefinition();
        bd.setBeanClass(MagicGirl.class);
        args = new ArrayList<>();
        args.add("白骨精");
        bd.setConstructorArgumentValues(args);
        bf.registerBeanDefinition("baigujing", bd);

        bd = new GeneralBeanDefinition();
        bd.setBeanClass(Renminbi.class);
        bf.registerBeanDefinition("renminbi", bd);

        // 前置增強advice bean註冊
        bd = new GeneralBeanDefinition();
        bd.setBeanClass(MyBeforeAdvice.class);
        bf.registerBeanDefinition("myBeforeAdvice", bd);

        // 環繞增強advice bean註冊
        bd = new GeneralBeanDefinition();
        bd.setBeanClass(MyMethodInterceptor.class);
        bf.registerBeanDefinition("myMethodInterceptor", bd);

        // 後置增強advice bean註冊
        bd = new GeneralBeanDefinition();
        bd.setBeanClass(MyAfterReturningAdvice.class);
        bf.registerBeanDefinition("myAfterReturningAdvice", bd);

        // 往BeanFactory中註冊AOP的BeanPostProcessor
        AdvisorAutoProxyCreator aapc = new AdvisorAutoProxyCreator();
        bf.registerBeanPostProcessor(aapc);
        // 向AdvisorAutoProxyCreator註冊Advisor
        aapc.registerAdvisor(
                new AspectJPointcutAdvisor("myBeforeAdvice", "execution(* demo.di.MagicGirl.*(..))"));
        // 向AdvisorAutoProxyCreator註冊Advisor
        aapc.registerAdvisor(
                new AspectJPointcutAdvisor("myMethodInterceptor", "execution(* demo.di.Lad.say*(..))"));
        // 向AdvisorAutoProxyCreator註冊Advisor
        aapc.registerAdvisor(new AspectJPointcutAdvisor("myAfterReturningAdvice",
                "execution(* demo.di.Renminbi.*(..))"));

        bf.preInstantiateSingletons();

        System.out.println("-----------------myBeforeAdvice---------------");
        MagicGirl gril = (MagicGirl) bf.getBean("baigujing");
        gril.getFriend();
        gril.getName();

        System.out.println("----------------myMethodInterceptor----------------");
        Boy boy = (Boy) bf.getBean("swk");
        boy.sayLove();

        System.out.println("-----------------myAfterReturningAdvice---------------");
        Renminbi rmb = (Renminbi) bf.getBean("renminbi");
        rmb.pay();
    }
}

執行結果：
在這裡插入圖片描述

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2022-08-19
Spring框架
Spring Boot整合Spring Aop
2020-12-14
Spring Boot
來瞧一瞧 gRPC的攔截器
2021-05-30
RPC
扒光 Handler，趕緊來瞧一瞧
2022-03-17
spring-aop
2020-11-21
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Spring AOP APIS
2019-06-26
SpringAPI
Spring AOP IOC
2018-04-03
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Spring 的 AOP
2020-12-08
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【spring原始碼】十、AOP迴圈依賴、三級快取
2020-12-20
Spring原始碼快取
Spring系列之AOP的原理及手動實現
2018-12-21
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Spring AOP總結
2019-03-25
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Spring AOP概念理解
2018-10-25
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spring ioc和aop
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Spring AOP 詳解
2018-09-02
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Spring AOP介紹
2018-03-11
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Spring AOP實踐
2018-03-11
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Spring系列.AOP使用
2020-06-16
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Spring AOP 掃盲
2020-06-07
Spring
Spring——AOP實現
2020-08-11
Spring

手寫Spring AOP，快來瞧一瞧看一看撒！

AOP分析

Advice實現

定義Advice介面

定義前置、後置、環繞和異常增強介面

Pointcut實現

定義PointCut介面

定義正規表示式的實現類：RegExpressionPointcut

定義AspectJ切點表示式的實現類：AspectJExpressionPointcut

Aspact實現

定義Advisor介面

定義PointcutAdvisor介面

定義AspectJPointcutAdvisor實現類

Weaving實現

定義觀察者介面BeanPostProcessor

定義通知介面Aware

定義通知者註冊介面AdvisorRegistry

定義增強處理的觀察者實現類AdvisorAutoProxyCreator

註冊BeanPostProcessor

定義AopProxy代理介面

JDK動態代理實現

CGLIB動態代理實現

責任鏈AopAdviceChainInvocation類

定義AopProxyFactory介面

測試一下

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