你知道Spring是怎么将AOP应用到Bean的生命周期中的吗?

2020-07-16 607

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本系列文章：
读源码，我们可以从第一行读起

你知道Spring是怎么解析配置类的吗？

配置类为什么要添加@Configuration注解？

谈谈Spring中的对象跟Bean，你知道Spring怎么创建对象的吗？

这篇文章，我们来谈一谈Spring中的属性注入

Spring中AOP相关的API及源码解析，原来AOP是这样子的

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本系列文章将会带你一行行的将Spring的源码吃透，推荐阅读的文章是阅读源码的基础！
”

在上篇文章中（Spring中AOP相关的API及源码解析，原来AOP是这样子的）我们已经分析过了AOP的实现的源码，那么Spring是如何将AOP应用到Bean的生命周期的呢？这篇文章就带着大家来探究下这个问题。本文我们要分析的代码还是位于org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean这个方法中，在《我们来谈一谈Spring中的属性注入》这篇文章中，我们已经分析过了populateBean这个方法，

所以本文我们接着来看看initializeBean这个方法，它主要干了这么几件事

执行 Aware接口中的方法
执行 生命周期回调方法
完成 AOP代理

对应源码如下：

protected Object initializeBean(String beanName, Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd) {
  if (System.getSecurityManager() != null) {
   AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Object>) () -> {
    invokeAwareMethods(beanName, bean);
    return null;
   }, getAccessControlContext());
  }
  else {
           
            // 执行Aware接口中的方法
   invokeAwareMethods(beanName, bean);
  }

  Object wrappedBean = bean;
  if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
            
            // 调用InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor
            // 的postProcessBeforeInitialization方法
            // 处理@PostContructor注解标注的方法
            // 另外有一部分aware方法也是在这里调用的
   wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
  }

  try {
            // 如果实现了InitializingBean，会调用afterPropertiesSet方法
            // 如果XML中配置了init-method属性，会调用对应的初始化方法
   invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
  }
  catch (Throwable ex) {
   throw new BeanCreationException(
     (mbd != null ? mbd.getResourceDescription() : null),
     beanName, "Invocation of init method failed", ex);
  }
  if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
            // 在这里完成AOP
   wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);
  }

  return wrappedBean;
 }

因为在Spring官网阅读（九）Spring中Bean的生命周期（上）文章中我们已经对这个方法做过分析了，并且这个方法本身也比较简单，所以不再对这个方法做过多赘述，我们主要关注的就是Spring是如何将AOP应用到Bean的生命周期中的，对应的就是applyBeanPostProcessorsAfterInitialization这个方法，其源码如下：

public Object applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(Object existingBean, String beanName)
    throws BeansException {

    Object result = existingBean;
    for (BeanPostProcessor processor : getBeanPostProcessors()) {
        Object current = processor.postProcessAfterInitialization(result, beanName);
        if (current == null) {
            return result;
        }
        result = current;
    }
    return result;
}

实际上就是调用了所有后置处理器的postProcessAfterInitialization方法，在Spring中AOP相关的API及源码解析，原来AOP是这样子的一文中已经提到过了，@EnableAspectJAutoProxy注解实际上就是向容器中注册了一个AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator，这个类本身就是一个后置处理器，AOP代理就是由它在这一步完成的。

Bean生命周期中AOP的流程

1、@EnableAspectJAutoProxy

通过@EnableAspectJAutoProxy注解向容器中注册一个AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的BeanDefinition，它本身也是一个BeanPostProcessor，这个BeanDefinition会在org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#registerBeanPostProcessors这个方法中完成创建，如下图所示

2、postProcessBeforeInstantiation方法执行

执行AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的postProcessBeforeInstantiation方法，实际上就是父类AbstractAutoProxyCreator的postProcessBeforeInstantiation被执行

对应源码如下：

//  这个方法的主要目的就是在不考虑通知的情况下，确认哪些Bean不需要被代理
//  1.Advice,Advisor,Pointcut类型的Bean不需要被代理
//  2.不是原始Bean被包装过的Bean不需要被代理，例如ScopedProxyFactoryBean
//  实际上并不只是这些Bean不需要被代理，如果没有对应的通知需要被应用到这个Bean上的话
//  这个Bean也是不需要被代理的，只不过不是在这个方法中处理的。
public Object postProcessBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) {
    Object cacheKey = getCacheKey(beanClass, beanName);
    // 如果beanName为空或者为这个bean提供了定制的targetSource
    if (!StringUtils.hasLength(beanName) || !this.targetSourcedBeans.contains(beanName)) {
        // advisedBeans是一个map,其中key是BeanName,value代表了这个Bean是否需要被代理
        // 如果已经包含了这个key,不需要在进行判断了，直接返回即可
        // 因为这个方法的目的就是在实例化前就确认哪些Bean是不需要进行AOP的
        if (this.advisedBeans.containsKey(cacheKey)) {
            return null;
        }
        // 说明还没有对这个Bean进行处理
        // 在这里会对SpringAOP中的基础设施bean,例如Advice,Pointcut,Advisor做标记
        // 标志它们不需要被代理，对应的就是将其放入到advisedBeans中，value设置为false
        // 其次，如果这个Bean不是最原始的Bean，那么也不进行代理，也将其value设置为false
        if (isInfrastructureClass(beanClass) || shouldSkip(beanClass, beanName)) {
            this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
            return null;
        }
    }

    // 是否为这个Bean提供了定制的TargetSource
    // 如果提供了定制的TargetSource，那么直接在这一步创建一个代理对象并返回
    // 一般不会提供
    TargetSource targetSource = getCustomTargetSource(beanClass, beanName);
    if (targetSource != null) {
        if (StringUtils.hasLength(beanName)) {
            this.targetSourcedBeans.add(beanName);
        }
        Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(beanClass, beanName, targetSource);
        Object proxy = createProxy(beanClass, beanName, specificInterceptors, targetSource);
        this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
        return proxy;
    }

    return null;
}

3、postProcessAfterInitialization方法执行

实际上也是执行父类AbstractAutoProxyCreator中的方法，对应源码如下：

public Object postProcessAfterInitialization(@Nullable Object bean, String beanName) {
    if (bean != null) {
        Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
        // 什么时候这个判断会成立呢？
        // 如果不出现循环引用的话，remove方法必定返回null
        // 所以这个remove(cacheKey) != bean肯定会成立
        // 如果发生循环依赖的话，这个判断就不会成立
        // 这个我们在介绍循环依赖的时候再详细分析，
        // 目前你只需要知道wrapIfNecessary完成了AOP代理
        if (this.earlyProxyReferences.remove(cacheKey) != bean) {
            // 需要代理的话，在这里完成的代理
            return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
        }
    }
    return bean;
}

4、wrapIfNecessary方法执行

protected Object wrapIfNecessary(Object bean, String beanName, Object cacheKey) {
   
    // 在postProcessBeforeInstantiation方法中可能已经完成过代理了
    // 如果已经完成代理了，那么直接返回这个代理的对象
    if (StringUtils.hasLength(beanName) && this.targetSourcedBeans.contains(beanName)) {
        return bean;
    }
    
    // 在postProcessBeforeInstantiation方法中可能已经将其标记为不需要代理了
    // 这种情况下，也直接返回这个Bean
    if (Boolean.FALSE.equals(this.advisedBeans.get(cacheKey))) {
        return bean;
    }
    
    // 跟在postProcessBeforeInstantiation方法中的逻辑一样
    // 如果不需要代理，直接返回，同时在advisedBeans中标记成false
    if (isInfrastructureClass(bean.getClass()) || shouldSkip(bean.getClass(), beanName)) {
        this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
        return bean;
    }

    // 获取可以应用到这个Bean上的通知
    Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(bean.getClass(), beanName, null);
    // 如果存在通知的话，说明需要被代理
    if (specificInterceptors != DO_NOT_PROXY) {
        this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.TRUE);
        // 到这里创建代理，实际上底层就是new了一个ProxyFactory来创建代理的
        Object proxy = createProxy(
            bean.getClass(), beanName, specificInterceptors, new SingletonTargetSource(bean));
        this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
        return proxy;
    }
 // 如果没有通知的话，也将这个Bean标记为不需要代理
    this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
    return bean;
}

关于创建代理的具体源码分析，在Spring中AOP相关的API及源码解析，原来AOP是这样子的一文中已经做了详细介绍，所以本文不再赘述，现在我们的重点将放在Spring是如何解析出来通知的，对应方法就是getAdvicesAndAdvisorsForBean，其源码如下：

第一步：调用org.springframework.aop.framework.autoproxy.AbstractAdvisorAutoProxyCreator#getAdvicesAndAdvisorsForBean

protected Object[] getAdvicesAndAdvisorsForBean(
      Class<?> beanClass, String beanName, @Nullable TargetSource targetSource) {
  
   // 通过findEligibleAdvisors方法返回对应的通知
   // 这个方法会返回所有能应用在指定的Bean上的通知
   List<Advisor> advisors = findEligibleAdvisors(beanClass, beanName);
   
   if (advisors.isEmpty()) {
      return DO_NOT_PROXY;
   }
   return advisors.toArray();
}

第二步：调用org.springframework.aop.framework.autoproxy.AbstractAdvisorAutoProxyCreator#findEligibleAdvisors

protected List<Advisor> findEligibleAdvisors(Class<?> beanClass, String beanName) {
    // 获取到所有的通知
    List<Advisor> candidateAdvisors = findCandidateAdvisors();
    // 从获取到的通知中筛选出能应用到这个Bean上的通知
    List<Advisor> eligibleAdvisors = findAdvisorsThatCanApply(candidateAdvisors, beanClass, beanName);
    extendAdvisors(eligibleAdvisors);
    if (!eligibleAdvisors.isEmpty()) {
        eligibleAdvisors = sortAdvisors(eligibleAdvisors);
    }
    return eligibleAdvisors;
}

第三步：调用org.springframework.aop.aspectj.annotation.AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator#findCandidateAdvisors获取到所有的通知

// 这个方法的目的就是为了获取到所有的通知
protected List<Advisor> findCandidateAdvisors() {
   
    // 先调用父类的方法，父类会去查找容器中所有属于Advisor类型的Bean
    List<Advisor> advisors = super.findCandidateAdvisors();
    
   // 这个类本身会通过一个aspectJAdvisorsBuilder来构建通知
    // 构建的逻辑就是解析@Aspect注解所标注的类中的方法
    if (this.aspectJAdvisorsBuilder != null) {
        advisors.addAll(this.aspectJAdvisorsBuilder.buildAspectJAdvisors());
    }
    
    // 最后返回这些通知
    return advisors;
}

第四步：org.springframework.aop.aspectj.annotation.BeanFactoryAspectJAdvisorsBuilder#buildAspectJAdvisors构建通知，这个方法比较长，我们就只分析其中的关键代码即可

public List<Advisor> buildAspectJAdvisors() {
  List<String> aspectNames = this.aspectBeanNames;

  if (aspectNames == null) {
   synchronized (this) {
    aspectNames = this.aspectBeanNames;
    if (aspectNames == null) {
     List<Advisor> advisors = new ArrayList<>();
     aspectNames = new ArrayList<>();
     // 会获取到容器中的所有BeanName
     String[] beanNames = BeanFactoryUtils.beanNamesForTypeIncludingAncestors(
       this.beanFactory, Object.class, true, false);
     for (String beanName : beanNames) {
      // 如果对beanName配置了正则匹配的话，那么要按照正则表达式的匹配规则进行过滤
      // 默认是没有的，可以认为isEligibleBean始终返回true
      if (!isEligibleBean(beanName)) {
       continue;
      }
      // We must be careful not to instantiate beans eagerly as in this case they
      // would be cached by the Spring container but would not have been weaved.
      Class<?> beanType = this.beanFactory.getType(beanName);
      if (beanType == null) {
       continue;
      }
      // 判断类上是否添加了@Aspect注解
      if (this.advisorFactory.isAspect(beanType)) {
       aspectNames.add(beanName);
       AspectMetadata amd = new AspectMetadata(beanType, beanName);
       // 默认就是SINGLETON，代理切面对象是单例的
       if (amd.getAjType().getPerClause().getKind() == PerClauseKind.SINGLETON) {
                            // 最后从这个切面实例中解析出所有的通知
                            // 关于通知解析的具体代码就不再分析了
         MetadataAwareAspectInstanceFactory factory =
          new BeanFactoryAspectInstanceFactory(this.beanFactory, beanName);
        List<Advisor> classAdvisors = this.advisorFactory.getAdvisors(factory);
        if (this.beanFactory.isSingleton(beanName)) {
         this.advisorsCache.put(beanName, classAdvisors);
        }
        else {
         this.aspectFactoryCache.put(beanName, factory);
        }
        advisors.addAll(classAdvisors);
       }
  // 省略部分代码
  return advisors;
 }

第五步：org.springframework.aop.framework.autoproxy.AbstractAdvisorAutoProxyCreator#findAdvisorsThatCanApply

protected List<Advisor> findAdvisorsThatCanApply(
    List<Advisor> candidateAdvisors, Class<?> beanClass, String beanName) {

    ProxyCreationContext.setCurrentProxiedBeanName(beanName);
    try {
        return AopUtils.findAdvisorsThatCanApply(candidateAdvisors, beanClass);
    }
    finally {
        ProxyCreationContext.setCurrentProxiedBeanName(null);
    }
}

这个方法其实没啥好分析的，就是根据前面找出来的Advisor集合进行遍历，然后根据每个Advisor对应的切点来进行匹配，如何合适就返回，对应源码也比较简单，当然前提是你看过我之前那篇AOP源码分析的文章了.

总结

这篇文章比较短,因为没有做很细节的源码分析,比较详细的源码分析已经放到上篇文章中了。最后我这里画个流程图总结一下AOP是怎么被应用到Bean的生命周期中的

Spring源码的最后一点补充

protected Object doCreateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)
    throws BeanCreationException {
    // 1.实例化    ---> createBeanInstance
    // 2.属性注入  ---> populateBean
    // 3.初始化    ---> 完成初始化及AOP
    // exposedObject 就是完成初始化后的Bean  
    // 省略部分代码，省略代码的作用已经在上面标明了
    
    // 下面的代码实际上主要目的在于处理循环依赖
    if (earlySingletonExposure) {
        Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
        if (earlySingletonReference != null) {
            if (exposedObject == bean) {
                exposedObject = earlySingletonReference;
            }
            // 我们之前早期暴露出去的Bean跟现在最后要放到容器中的Bean不是同一个
            // allowRawInjectionDespiteWrapping为false
            // 并且当前Bean被当成依赖注入到了别的Bean中
            else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) {
                // 获取到当前Bean所从属的Bean
                String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName);
                // 要得到真实的从属的Bean
                Set<String> actualDependentBeans = new LinkedHashSet<>(dependentBeans.length);
                for (String dependentBean : dependentBeans) {
                    // 移除那些仅仅为了类型检查而创建出来
                    if (!removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(dependentBean)) {
                        actualDependentBeans.add(dependentBean);
                    }
                }
                if (!actualDependentBeans.isEmpty()) {
     // 抛出异常
                    // 出现了循环依赖，并且实际存在容器中的Bean跟被当作依赖注入到别的Bean中的
                    // 不是同一个对象，这个时候也报错
                }
            }
        }
    }

    // 注册bean的销毁回调
    try {
        registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);
    }
    catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
        throw new BeanCreationException(
            mbd.getResourceDescription(), beanName, "Invalid destruction signature", ex);
    }

    return exposedObject;
}

实际这段代码还是跟循环依赖相关，关于循环依赖的文章，大家可以参考：面试必杀技，讲一讲Spring中的循环依赖

如果我的文章能帮到你，记得点个赞哈~！

我叫DMZ，一个在学习路上匍匐前行的小菜鸟！

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2020-07-16

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