Spring之AOP——设计基本原理(1)

本文转自博客:https://blog.csdn.net/luanlouis/article/details/51095702 特此申明!

 

 

目录:

1.    Java程序运行在JVM中的特征
2.    Java程序的执行流【了解AOP、连接点(Join Point)、切入点(point cut)   的概念 】
3.    引入了代理模式的Java程序执行流(AOP实现的机制)
4.    Spring AOP的工作原理

 

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,如下:

public class Foo {
    public static void main(String[] args) {
        // your codes begins here
    }
}

那么在这个执行的过程中,JVM都为你干了什么呢?

       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。

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:

《Spring之AOP——设计基本原理(1)》

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。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。这里之所以讲方法调用时Java程序的基本执行单位,是从更宏观的角度看待的。

 

2.  Java程序执行流 【了解AOP、连接点(Join Point)、切入点(point cut)   的概念 】

我们将上述的线程栈里的方法调用按照执行流排列,会有如下类似的图:

《Spring之AOP——设计基本原理(1)》

       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,被称为Join Point,即连接点。 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。

      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.每个面被称为切面。
      所以,根据我的理解,AOP本质上是针对方法调用的编程思路

《Spring之AOP——设计基本原理(1)》

       既然AOP是针对切面进行的编程的,那么,你需要选择哪些切面(即 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(Join point)挑选自己感兴趣的连接点的过程。

《Spring之AOP——设计基本原理(1)》

注意:Spring AOP框架中通过 方法匹配表达式来表示切入点(Point Cut),在配置文件中如:<value>.*add.*</value>

 

      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? 

     了解这个之前,我们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,你不得不了解设计模式中的代理模式了。下面我们先来了解一下引入了代理模式的Java程序执行流是什么样子的。

 

 

3.    引入了代理模式的Java程序执行流(AOP实现的机制)

       我们假设在我们的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。我们来看下加入了proxy对象后,Java程序执行流的示意图:

《Spring之AOP——设计基本原理(1)》

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:
《Spring之AOP——设计基本原理(1)》

       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。

  《Spring之AOP——设计基本原理(1)》

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。

 

4.     Spring AOP的工作原理

前面已经介绍了AOP编程首先要选择它感兴趣的连接点—-即切入点(Point cut),那么,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,你会看到如下这个示意图所表示的过程:

《Spring之AOP——设计基本原理(1)》

为了降低我们对Spring的AOP的理解难度,我在这里将代理角色的职能进行了简化,方便大家理解。(注意: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,方便大家理解,请不要先入为主)代理模式的代理角色最起码要考虑三个阶段:

  1. 在调用真正对象的方法之前,应该需要做什么?
  2. 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?
  3. 在调用真正对象的方法后,返回了结果了,需要做什么?

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:            

1. 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;

2. 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?

      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根据proxy提供的类型和方法签名,确定了在其感兴趣的切入点内,则返回相应的处理建议ThrowsAdvice,告诉proxy这个时期应该采取的操作。

3.在调用真正对象的方法后,返回了结果了,需要做什么?

    proxy告诉Spring AOP:”我调用类org.luanlouis.springlearning.aop.FooService  的public void foo()结束了,并返回了结果你现在有什么处理建议?”;

    Spring AOP 根据proxy提供的类型名和方法签名,确定了在其感兴趣的切入点内,则返回AfterReturingAdivce处理建议,proxy得到这个处理建议,然后执行建议;

《Spring之AOP——设计基本原理(1)》

上述的示意图中已经明确表明了Spring AOP应该做什么样的工作:根据proxy提供的特定类的特定方法执行的特定时期阶段给出相应的处理建议。要完成该工作,Spring AOP应该实现:

1.确定自己对什么类的什么方法感兴趣? —–即确定 AOP的切入点(Point Cut),这个可以通过切入点(Point Cut)表达式来完成;

2. 对应的的类的方法的执行特定时期给出什么处理建议?——这个需要Spring AOP提供相应的建议 ,即我们常说的Advice

《Spring之AOP——设计基本原理(1)》

到此为止,AOP的基本工作机制已经介绍完毕了

    原文作者:AOP
    原文地址: https://blog.csdn.net/qq_36582604/article/details/82315813
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