曹工说Spring Boot源码（21）-- 为了让大家理解Spring Aop利器ProxyFactory，我已经拼了

时间:2020-02-29 三国梦回人气:1

写在前面的话

概要

前面两三篇，介绍了spring aop得以实现的利器：ProxyFactory。

ProxyFactory，全称：org.springframework.aop.framework.ProxyFactory，spring帝国spring aop军工厂boss，职责就是生产proxy，即，代理工厂。

通过下面几行代码，就能生成一个代理对象，而且我们还加了了一个环绕通知：

 @Test
    public void createJdkDynamicProxyWithAdvisor() {
        ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();
        Performer performer = new Performer();
        proxyFactory.setTarget(performer);

        proxyFactory.addInterface(Perform.class);
        DefaultPointcutAdvisor advisor = new DefaultPointcutAdvisor();
        advisor.setAdvice(new MethodInterceptor() {
            @Override
            public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
                Object result = invocation.proceed();
                System.out.println("男孩唱完要行礼");
                return result;
            }
        });


        proxyFactory.addAdvisor(advisor);

        Perform proxy = (Perform) proxyFactory.getProxy();

        ProxyFactoryTest.log.info("proxy class:{}",proxy.getClass().getName());
        proxy.sing();
    }

输出如下：

本讲，我们来讲讲，背后的故事。

ProxyFactory如何构造

其一共有如下几个重载的构造函数：

无参构造函数
ProxyFactory(Object target) 指定target
ProxyFactory(Class[] proxyInterfaces) 指定代理类要实现的接口
ProxyFactory(Class proxyInterface, Interceptor interceptor) 指定代理类要实现的接口，以及一个切面
ProxyFactory(Class proxyInterface, TargetSource targetSource) 指定代理类要实现的接口，以及一个targetSource，targetSource类似于一个targetFactory，通过其，间接获取target

因为spring aop源码里，默认就使用了的是无参构造函数，这里我们也以无参构造函数来讲解。

我们知道，构造函数调用时，如果这个类有父类，还得先调用父类的构造函数。恰巧，这个类就有父类：

其中，ProxyConfig没有显示定义的构造函数，所以只有默认的无参构造函数。所以，

会先调用ProxyConfig的无参构造函数；

调用AdvisedSupport的无参构造函数，如下：

/**
 * No-arg constructor for use as a JavaBean.
 */
public AdvisedSupport() {
    initMethodCache();
}
/**
 * Initialize the method cache.
 */
private void initMethodCache() {
    this.methodCache = new ConcurrentHashMap<MethodCacheKey, List<Object>>(32);
}

接下来，调用ProxyCreatorSupport的无参构造函数：

/**
 * Create a new ProxyCreatorSupport instance.
 */
public ProxyCreatorSupport() {
   this.aopProxyFactory = new DefaultAopProxyFactory();
}

调用ProxyFactory的无参构造函数

/**
 * Create a new ProxyFactory.
 */
public ProxyFactory() {
}

其中，比较有的讲的，主要是第三个步骤，即ProxyCreatorSupport的无参构造函数。

这一步呢，new了一个DefaultAopProxyFactory，不过，暂时还没用到它。

构造完了，接下来，就是各种配置上场的时候了。

配置ProxyFactory

好歹这也是一响当当的工厂，但是吧，要生产啥呢？总得有个方向吧。你是一个ProxyFactory，代理工厂，你要代理谁？代理卖火车票，还是代理卖房呢？注意，这里我说的是卖火车票，和卖房。

这说明啥，说明我屁股是坐在卖方的，是12306一方，是要卖房的一方。因为啥呢，因为我现在的target，是卖方，我是作为卖方的代表（即，代理）来出现的。

target很重要，这个直接决定了我们工厂的方向。比如，假设翻转一下，代理买方。比如，现在中国人，有钱人很多，很多人就去国外买房，比如澳洲、日本、东南亚啥的，但是呢，你对当地不了解，所以，就催生了当地的一批华人，来帮助大陆中国人在那边买房，此时，他们就是我们的代理。我们呢，就是他们的target。

ok，大家想必理解了，ProxyFactory要生产啥，主要还是要有个定位，看看屁股坐哪边。所以，我们作为代码世界的王者，就要负责来定方向。

配置target

Performer performer = new Performer();
proxyFactory.setTarget(performer);

定了target，基本定了一半了。

当然，你也不可以不直接定target，定接口也行。

配置接口，即代理要具备的功能

proxyFactory.addInterface(Perform.class);

配置额外的切面（可选）

DefaultPointcutAdvisor advisor = new DefaultPointcutAdvisor();
advisor.setAdvice(new MethodInterceptor() {
    @Override
    public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
        Object result = invocation.proceed();
        Method method = invocation.getMethod();
        if (method.getName().equals("sing")) {
            System.out.println("男孩唱完要行礼");
        }
        return result;
    }
});
proxyFactory.addAdvisor(advisor);

这个步骤是可选的，你也可以没有切面，没有的话，默认就是代理啥事都不帮你做，你让他帮你分析房产，结果人只收钱不干活。

我们这里的切面，是在target唱歌完了之后，输出一句话：要行礼。

额外的一些配置

当然了，作为一个齐备的工厂，还是要支持一些客户的定制功能的。比如：

从ProxyConfig继承来的一些方法

比如，有的客户说，我要cglib创建代理，有的说，我要jdk。ok，这个就满足你了。

再比如，isExposeProxy，这个可以把生成的代理通过一个api提供给你，你可以在target方法内，拿到代理对象。
从AdvisedSupport继承来的功能

这个也简单，基本就是我们前面那几个配置的重载方法，增删改查嘛。
从ProxyCreatorSupport继承来的功能

这个嘛，基本就是扩展了一下，搞了点事件/监听的机制，方便我们扩展。

ok，配也配好了，是不是该把代理对象给人家了。

根据配置，生成代理

我写着写着，发现这个东西，很像开一个煎饼店，比如根据客户要求：要鸡蛋、培根、鸡排啥的（这个就是对应上面的配置部分）；然后，这一步，我们作为店老板，就开始去根据客户的要求，煎煎饼！

Perform proxy = (Perform) proxyFactory.getProxy();

煎饼的过程如何，我们来看看：

public Object getProxy() {
   return createAopProxy().getProxy();
}

是不是很简单，其实，我们应该分为两步来看：

    public Object getProxy() {
        /**
         * AopProxy是一个接口，实现类有jdk动态代理、cglib两种
         */
        AopProxy aopProxy = createAopProxy();
        return aopProxy.getProxy();
    }

选择客户要求，选择合适的煎锅

这一步，就是对应：

/**
 * AopProxy是一个接口，实现类有jdk动态代理、cglib两种
 */
AopProxy aopProxy = createAopProxy();

因为我们这里，AopProxy有两种实现，要用哪一种，要根据之前的配置来，比如，指定了proxyTargetClass，那就是要用cglib；否则就用jdk 动态代理。

我们具体看看：

    protected final synchronized AopProxy createAopProxy() {
        if (!this.active) {
            activate();
        }
        /**
         * 其实这里获取的，就是之前构造函数时那个DefaultAopProxyFactory
         */
        AopProxyFactory aopProxyFactory = getAopProxyFactory();
        return aopProxyFactory.createAopProxy(this);
    }

这里，先获取了AopProxyFactory，这里呢，拿到的，就是之前我们构造函数时候那个。

/**
 * Return the AopProxyFactory that this ProxyConfig uses.
 */
public AopProxyFactory getAopProxyFactory() {
    return this.aopProxyFactory;
}

这里拿到DefaultAopProxyFactory后，程序会调用其createAopProxy(this)，且把当前对象都传进去了，当前对象是谁？就是ProxyFactory代理工厂本厂。

具体的创建代码如下：

public AopProxy createAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException {
   if (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()) {
         return new JdkDynamicAopProxy(config);
      }
      return CglibProxyFactory.createCglibProxy(config);
   }
   else {
      return new JdkDynamicAopProxy(config);
   }
}

注意看最上面的if判断：

if (config.isOptimize() || config.isProxyTargetClass() || hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config))

是不是，如果isProxyTargetClass为true，或者hasNoUserSuppliedProxyInterfaces，按里面理解，没有提供接口，则会走下面的逻辑，去用cglib创建代理。

因为我们这里是提供了接口的，所以，会new一个：jdk的动态代理。

public JdkDynamicAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException {
   Assert.notNull(config, "AdvisedSupport must not be null");
   if (config.getAdvisors().length == 0 && config.getTargetSource() == AdvisedSupport.EMPTY_TARGET_SOURCE) {
      throw new AopConfigException("No advisors and no TargetSource specified");
   }
   this.advised = config;
}

这里可以看到，构造函数很简单，就是把代理工厂本厂的引用传给他了。我们前面配了那么多东西在ProxyFactory上，怎么能说给人就给人？

废话，不给JdkDynamicAopProxy，它怎么创建代理呢？

JdkDynamicAopProxy揭秘

这个类，我直接给大家说，其实现了两个接口：

代理接口：AopProxy

public interface AopProxy {

   /**
    * Create a new proxy object.
    * <p>Uses the AopProxy's default class loader (if necessary for proxy creation):
    * usually, the thread context class loader.
    * @return the new proxy object (never {@code null})
    * @see Thread#getContextClassLoader()
    */
   Object getProxy();
}

这个接口就是获取代理对象。

java.lang.reflect.InvocationHandler接口

这个接口，熟悉jdk动态代理的就知道，拦截的逻辑就写在这里面。我们大概可以猜测，代理对象调用方法时，就会被拦截到这个方法里面来处理。

生成代理对象

前面，我们已经讲解了这一步了：

马上就要调用getProxy来生成代理对象。

org.springframework.aop.framework.JdkDynamicAopProxy#getProxy(java.lang.ClassLoader)
public Object getProxy(ClassLoader classLoader) {
   if (logger.isDebugEnabled()) {
      logger.debug("Creating JDK dynamic proxy: target source is " + this.advised.getTargetSource());
   }
   Class[] proxiedInterfaces = AopProxyUtils.completeProxiedInterfaces(this.advised);
   findDefinedEqualsAndHashCodeMethods(proxiedInterfaces);
   return Proxy.newProxyInstance(classLoader, proxiedInterfaces, this);
}

这里就简单的几步：

获取要代理的全部接口
```
Class[] proxiedInterfaces = AopProxyUtils.completeProxiedInterfaces(this.advised);
```
实际上，大家记得，我们前面只配了一个要代理的接口，但这个方法内部，还会给我们加上两个接口。
- org.springframework.aop.SpringProxy
  
  这个是marker接口，空的，不用管，只是做个标记，框架会用到
- org.springframework.aop.framework.Advised
  
  这个接口，功能比较全，还是一些增删改查的操作，对象吧，是那些切面、target啥的，这可以让我们动态地修改生成的代理对象。
调用jdk方法，生成代理
```
return Proxy.newProxyInstance(classLoader, proxiedInterfaces, this);
```
这里没啥说的，唯一就是，第三个参数，传了个this，这里的this，就是JdkDynamicAopProxy它自己。前面我们也说了，它自己实现了java.lang.reflect.InvocationHandler。

调用代理对象的方法时，如何作用

我们再想想代理的作用，不就是帮我们干点事吗？那要怎么帮我们target干事呢？

注意，当我们拿到ProxyFactory的getProxy返回的对象时，其类型已经有点奇怪，你看上图，它的类型是$Proxy5.

这是jdk动态生成的class。

所以，我们调用，实际上是在代理对象上进行调用，对他们进行调用，实际的逻辑会被跳转到之前生成代理时，传进去的那个invocationHandler对象的invoke里面去。

这个页面，熟悉吧，不用我多说了，但凡大家在service层加了事务，debug时，进去的就是这个地方。

方法的核心逻辑，大概如下：

Object retVal;

// 1. May be null. Get as late as possible to minimize the time we "own" the target,
// in case it comes from a pool.
target = targetSource.getTarget();
if (target != null) {
   targetClass = target.getClass();
}

// 2. Get the interception chain for this method.
List<Object> chain = this.advised.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(method, targetClass);

// Check whether we have any advice. If we don't, we can fallback on direct
// reflective invocation of the target, and avoid creating a MethodInvocation.
if (chain.isEmpty()) {
   // 3. We can skip creating a MethodInvocation: just invoke the target directly
   // Note that the final invoker must be an InvokerInterceptor so we know it does
   // nothing but a reflective operation on the target, and no hot swapping or fancy proxying.
   retVal = AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(target, method, args);
}
else {
   // 4. We need to create a method invocation...
   invocation = new ReflectiveMethodInvocation(proxy, target, method, args, targetClass, chain);
   // Proceed to the joinpoint through the interceptor chain.
   retVal = invocation.proceed();
}

上面的代码，我标了号。

第一处，是获取target，根据之前配置的targetSource来获取，忘了的可以再翻一下；
第二处，根据当前要执行的method和class，判断哪些切面（其实就是代理要帮我们做的事）是匹配的
第三处，如果切面集合为null，说明代理啥事不干，所以只能直接调用target了

retVal = AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(target, method, args);
第四处，如果切面不为null，说明代理有事要做，这里就封装了一个invocation，来调用切面集合。

这里面有两点要讲，第二处和第四处。

第二处，获取匹配的切面时，核心逻辑是，把切面里的切点，和目标类、目标方法一一匹配，都匹配，就算；否则不算。

public List<Object> getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(
         Advised config, Method method, Class targetClass) {

     // This is somewhat tricky... we have to process introductions first,
     // but we need to preserve order in the ultimate list.
     List<Object> interceptorList = new ArrayList<Object>(config.getAdvisors().length);
     boolean hasIntroductions = hasMatchingIntroductions(config, targetClass);
     AdvisorAdapterRegistry registry = GlobalAdvisorAdapterRegistry.getInstance();
     // 讲解点1 
     for (Advisor advisor : config.getAdvisors()) {
         if (advisor instanceof PointcutAdvisor) {
             // Add it conditionally.
             PointcutAdvisor pointcutAdvisor = (PointcutAdvisor) advisor;
                  // 讲解点2 
             if (config.isPreFiltered() || pointcutAdvisor.getPointcut().getClassFilter().matches(targetClass)) {
                 MethodInterceptor[] interceptors = registry.getInterceptors(advisor);
                 MethodMatcher mm = pointcutAdvisor.getPointcut().getMethodMatcher();
                      // 讲解点3
                 if (MethodMatchers.matches(mm, method, targetClass, hasIntroductions)) 
                    {
                     interceptorList.addAll(Arrays.asList(interceptors));
                 }
             }
         }
         else {
             Interceptor[] interceptors = registry.getInterceptors(advisor);
             interceptorList.addAll(Arrays.asList(interceptors));
         }
     }
     return interceptorList;
 }

这里就三个讲解点，

1是遍历全部的切面
2是拿出切面中的切点的classMatcher，看看目标class是否匹配
3是拿出切面中的切点的methodMatcher，看看目标方法是否匹配

实际调用切面和目标方法

这里用到了责任链模式，递归执行；其实也可以直接for循环的。

这里new了一个ReflectiveMethodInvocation，这个其实就是一个wrapper，包裹了所有必要的参数，可以理解为大杂烩，主要是封装一下，代码不那么乱。

protected ReflectiveMethodInvocation(
      Object proxy, Object target, Method method, Object[] arguments,
      Class targetClass, List<Object> interceptorsAndDynamicMethodMatchers) {

   this.proxy = proxy;
   this.target = target;
   this.targetClass = targetClass;
   this.method = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(method);
   this.arguments = arguments;
   this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers = interceptorsAndDynamicMethodMatchers;
}

看，是不是，这里面啥都有了，代理对象、目标对象、目标class，目标方法，方法参数，切面集合。

同时，这里面还有个隐含的数组下标：

/**
 * Index from 0 of the current interceptor we're invoking.
 * -1 until we invoke: then the current interceptor.
 */
private int currentInterceptorIndex = -1;

这玩意主要是用来遍历切面集合的。

好了，接下来说下面这处：

else {
   // 这一步已经讲解完了，拿到了ReflectiveMethodInvocation 对象
   invocation = new ReflectiveMethodInvocation(proxy, target, method, args, targetClass, chain);
   // Proceed to the joinpoint through the interceptor chain.
   retVal = invocation.proceed();
}

接下来，我们看看invocation.proceed();

public Object proceed() throws Throwable {
   //讲解点1：
   if (this.currentInterceptorIndex == this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.size() - 1) {
      return invokeJoinpoint();
   }

   Object interceptorOrInterceptionAdvice =
         this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.get(++this.currentInterceptorIndex);
    // 讲解点2：
   if (interceptorOrInterceptionAdvice instanceof InterceptorAndDynamicMethodMatcher) {
      // Evaluate dynamic method matcher here: static part will already have
      // been evaluated and found to match.
      InterceptorAndDynamicMethodMatcher dm =
            (InterceptorAndDynamicMethodMatcher) interceptorOrInterceptionAdvice;
      if (dm.methodMatcher.matches(this.method, this.targetClass, this.arguments)) {
         return dm.interceptor.invoke(this);
      }
      else {
         // Dynamic matching failed.
         // Skip this interceptor and invoke the next in the chain.
         return proceed();
      }
   }
   else {
      // 讲解点3：
      // It's an interceptor, so we just invoke it: The pointcut will have
      // been evaluated statically before this object was constructed.
      return ((MethodInterceptor) interceptorOrInterceptionAdvice).invoke(this);
   }
}

讲解点1：一开始进来的时候，之前说的那个下标为-1；判断是否已经是切面集合的最后一个，我们这里刚开始，所以会走到下面
讲解点2：一般都不会走到这个分支里，会直接跳到讲解点3. 因为我们spring aop，一般都是基于方法的切面嘛。
讲解点3：这里，调用切面的invoke方法，传进去了this。this是啥？就是ReflectiveMethodInvocation自己。

所以，大家看上图就知道了，这里形成了递归调用。

我思考了一下，之所以递归调用，而不是for循环，主要是要保证target的method先执行，执行完了，才能到我们这里的切面来执行。

这样逻辑才对。

当这里递归调用进去时，因为我们只有一个切面，所以就开始执行连接点：

待到连接点执行完了后，会继续执行我们切面的后续逻辑。

这就是和tomcat filter链类似的责任链模式。

总结

aop这块，基本的东西是差不多了，大家有问题及时联系我。

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