AOP——面向切面编程,通过为目标类织入切面的方式,实现对目标类功能的增强。按切面被织如到目标类中的时间划分,主要有以下几种:
1.运行期织入
这是最常见的,比如在运行期通过为目标类生成动态代理的方式实现AOP就属于运行期织入,这也是Spring AOP中的默认实现,并且提供了两种创建动态代理的方式:JDK自带的针对接口的动态代理和使用CGLib动态创建子类的方式创建动态代理。
2.编译期织入
使用特殊的编译器在编译期将切面织入目标类,这种比较少见,因为需要特殊的编译器的支持。
3.类加载期织入
通过字节码编辑技术在类加载期将切面织入目标类中,这是本篇介绍的重点。它的核心思想是:在目标类的class文件被JVM加载前,通过自定义类加载器或者类文件转换器将横切逻辑织入到目标类的class文件中,然后将修改后class文件交给JVM加载。这种织入方式可以简称为LTW(LoadTimeWeaving)。
可以使用JKD的代理功能让代理器访问到JVM的底层组件,借此向JVM注册类文件转换器,在类加载时对类文件的字节码进行转换。具体而言,java.lang.instrument包下定义了ClassFileTransformer接口,该接口的作用如下面的注释所描述
* An agent provides an implementation of this interface in order * to transform class files. * The transformation occurs before the class is defined by the JVM.可以通过实现该接口,并重写如下抽象方法自定义类文件转换规则
byte[] transform( ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException;classfileBuffer是原始类文件对应的字节码数组,返回的byte[]为转化后的字节码数组,如果返回null,则表示不进行字节码处理。
而java.lang.instrument包下的Instrumentation接口则可以将我们自定义的ClassTransFormer向JVM内部的组件进行注册
void addTransformer(ClassFileTransformer transformer);在实际使用中,可以通过JVM的-javaagent代理参数在启动时获取JVM内部组件的引用,将ClassFileTransformer实例注册到JVM中,JVM在加载Class文件时,会先调用这个ClassTransformer的transform()方法对Class文件的字节码进行转换,比如织入切面中定义的横切逻辑,实现AOP功能。整个过程可以入下所示
Spring中默认通过运行期生成动态代理的方式实现切面的织入,实现AOP功能,但是Spring也可以使用LTW技术来实现AOP,并且提供了细粒度的控制,支持在单个ClassLoader范围内实施类文件转换。
Spring中的org.springframework.instrument.classloading.LoadTimeWeaver接口定义了为类加载器添加ClassFileTransfomer的抽象
* Defines the contract for adding one or more * {@link ClassFileTransformer ClassFileTransformers} to a {@link ClassLoader}. * public interface LoadTimeWeaver {Spring的LTW支持AspectJ定义的切面,既可以是直接使用AspectJ语法定义的切面,也可以是使用@AspectJ注解,通过java类定义的切面。Spring LTW通过读取classpath下META-INF/aop.xml文件,获取切面类和要被切面织入的目标类的相关信息,通过LoadTimeWeaver在ClassLoader加载类文件时将切面织入目标类中,其工作原理如下所示
Spring中可以通过LoadTimeWeaver将Spring提供的ClassFileTransformer注册到ClassLoader中。在类加载期,注册的ClassFileTransformer读取类路径下META-INF/aop.xml文件中定义的切面类和目标类信息,在目标类的class文件真正被VM加载前织入切面信息,生成新的Class文件字节码,然后交给VM加载。因而之后创建的目标类的实例,就已经实现了AOP功能。
2. Springboot中使用LTW实现AOP的例子实现一个简单的AOP需求,在方法调用前后打印出开始和结束的日志信息。
相关的maven依赖和插件
<dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId> <scope>test</scope> </dependency> </dependencies> <build> <plugins> <plugin> <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> <artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId> <configuration> <argLine> -javaagent:"${settings.localRepository}/org/aspectj/aspectjweaver/${aspectj.version}/aspectjweaver-${aspectj.version}.jar" -javaagent:"${settings.localRepository}/org/springframework/spring-instrument/${spring.version}/spring-instrument-${spring.version}.jar" <!-- -Dspring.profiles.active=test--> </argLine> </configuration> </plugin> <plugin> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId> <configuration> <agent> ${settings.localRepository}/org/aspectj/aspectjweaver/${aspectj.version}/aspectjweaver-${aspectj.version}.jar </agent> <agent> ${settings.localRepository}/org/springframework/spring-instrument/${spring.version}/spring-instrument-${spring.version}.jar </agent> </configuration> </plugin> </plugins> </build>