• 1. Java程序運行在JVM中的特征
• 2. Java程序執(zhí)行流 【了解AOP、連接點(Join Point)、切入點(point cut) ? 的概念 】
• 3. 引入了代理模式的Java程序執(zhí)行流(AOP實現(xiàn)的機(jī)制)
• 4. Spring AOP的工作原理

Spring 提供了AOP(Aspect Oriented Programming) 的支持, 那么，什么是AOP呢？本文將通過一個另外一個角度來詮釋AOP的概念，幫助你更好地理解和使用Spring AOP。

1. Java程序運行在JVM中的特征

當(dāng)我們在某個類Foo中寫好了一個main()方法，然后執(zhí)行java Foo，你的Java程序之旅就開啟了，如下：

那么在這個執(zhí)行的過程中，JVM都為你干了什么呢？

當(dāng)你執(zhí)行java Foo 的時候，JVM會創(chuàng)建一個主線程main，這個主線程以上述的main()方法作為入口，開始執(zhí)行你的代碼。每一個線程在內(nèi)存中都會維護(hù)一個屬于自己的棧(Stack),記錄著整個程序執(zhí)行的過程。棧里的每一個元素稱為棧幀(Stack Frame)，棧幀表示著某個方法調(diào)用，會記錄方法調(diào)用的信息；實際上我們在代碼中調(diào)用一個方法的時候，在內(nèi)存中就對應(yīng)著一個棧幀的入棧和出棧。

在某個特定的時間點，一個Main線程內(nèi)的棧會呈現(xiàn)如下圖所示的情況：

從線程棧的角度來看，我們可以看到，JVM處理Java程序的基本單位是方法調(diào)用。實際上，JVM執(zhí)行的最基本單位的指令(即原子操作)是匯編語言性質(zhì)的機(jī)器字節(jié)碼。這里之所以講方法調(diào)用時Java程序的基本執(zhí)行單位，是從更宏觀的角度看待的。

如何獲取到虛擬機(jī)線程棧中的內(nèi)容(即方法調(diào)用過程)？

試想一下，如何能夠獲取到JVM線程棧中的方法調(diào)用的內(nèi)容？我相信所有的Java programmer都知道這個答案。Java Programmer幾乎每天都能看到它------當(dāng)我們的代碼拋出異常而未捕獲或者運行時出現(xiàn)了Error錯誤時，我們會受到一個非常討厭的Log信息，如下：

當(dāng)然，除了代碼拋出異常外，我們還是可以其他方式察覺JVM線程棧內(nèi)的內(nèi)容。可以通過**Thread.dumpStack()方法創(chuàng)建一個假的Exception實例，然后將這個Exception實例記錄的當(dāng)前線程棧的內(nèi)容輸出到標(biāo)準(zhǔn)錯誤流中。例如我在某處代碼里執(zhí)行了Thread.dumpStack()**方法，輸出了如下的結(jié)果：

2. Java程序執(zhí)行流 【了解AOP、連接點(Join Point)、切入點(point cut) ? 的概念 】

如果從虛擬機(jī)線程棧的角度考慮Java程序執(zhí)行的話，那么，你會發(fā)現(xiàn)，真?zhèn)€程序運行的過程就是方法調(diào)用的過程。我們按照方法執(zhí)行的順序，將方法調(diào)用排成一串，這樣就構(gòu)成了Java程序流。

我們將上述的線程棧里的方法調(diào)用按照執(zhí)行流排列，會有如下類似的圖：

基于時間序列，我們可以將方法調(diào)用排成一條線。而每個方法調(diào)用則可以看成Java執(zhí)行流中的一個節(jié)點。這個節(jié)點在AOP的術(shù)語中，被稱為Join Point，即連接點。一個Java程序的運行的過程，就是若干個連接點連接起來依次執(zhí)行的過程。

在我們正常的面向?qū)ο蟮乃季S中， 我們考慮的是如何按照時間序列通過方法調(diào)用來實現(xiàn)我們的業(yè)務(wù)邏輯。那么，什么是AOP（即面向切面的編程）呢？

通常面向?qū)ο蟮某绦颍a都是按照時間序列縱向展開的，而他們都有一個共性：即都是已方法調(diào)用作為基本執(zhí)行單位展開的。將方法調(diào)用當(dāng)做一個連接點，那么由連接點串起來的程序執(zhí)行流就是整個程序的執(zhí)行過程。

AOP(Aspect Oriented Programming)則是從另外一個角度來考慮整個程序的，AOP將每一個方法調(diào)用，即連接點作為編程的入口，針對方法調(diào)用進(jìn)行編程。從執(zhí)行的邏輯上來看，相當(dāng)于在之前縱向的按照時間軸執(zhí)行的程序橫向切入。相當(dāng)于將之前的程序橫向切割成若干的面，即Aspect.每個面被稱為切面。

所以，根據(jù)我的理解，AOP本質(zhì)上是針對方法調(diào)用的編程思路。

既然AOP是針對切面進(jìn)行的編程的，那么，你需要選擇哪些切面(即 連接點Joint Point)作為你的編程對象呢？

因為切面本質(zhì)上是每一個方法調(diào)用，選擇切面的過程實際上就是選擇方法的過程。那么，被選擇的切面(Aspect)在AOP術(shù)語里被稱為切入點(Point Cut). ?切入點實際上也是從所有的連接點(Join point)挑選自己感興趣的連接點的過程。

Spring AOP框架中通過 方法匹配表達(dá)式來表示切入點(Point Cut)，至于詳細(xì)的表達(dá)式語法是什么 不是本文的重點，請讀者自行參考Spring相應(yīng)的說明文檔。

既然AOP是針對方法調(diào)用(連接點)的編程， 現(xiàn)在又選取了你感興趣的自己感興趣的鏈接點---切入點（Point Cut）了，那么，AOP能對它做什么類型的編程呢？AOP能做什么呢？

了解這個之前，我們先要知道一個非常重要的問題：既然AOP是對方法調(diào)用進(jìn)行的編程，那么，AOP如何捕獲方法調(diào)用的呢？弄清楚這個問題，你不得不了解設(shè)計模式中的代理模式了。下面我們先來了解一下引入了代理模式的Java程序執(zhí)行流是什么樣子的。

3. 引入了代理模式的Java程序執(zhí)行流(AOP實現(xiàn)的機(jī)制)

我們假設(shè)在我們的Java代碼里，都為實例對象通過代理模式創(chuàng)建了代理對象，訪問這些實例對象必須要通過代理，那么，加入了proxy對象的Java程序執(zhí)行流會變得稍微復(fù)雜起來。

我們來看下加入了proxy對象后，Java程序執(zhí)行流的示意圖：

由上圖可以看出，只要想調(diào)用某一個實例對象的方法時，都會經(jīng)過這個實例對象相對應(yīng)的代理對象， 即執(zhí)行的控制權(quán)先交給代理對象。

關(guān)于代理模式

代理模式屬于Java代碼中經(jīng)常用到的、也是比較重要的設(shè)計模式。代理模式可以為某些對象除了實現(xiàn)本身的功能外，提供一些額外的功能，大致作用如下圖所示：

?

加入了代理模式的Java程序執(zhí)行流，使得所有的方法調(diào)用都經(jīng)過了代理對象。對于Spring AOP框架而言，它負(fù)責(zé)控制著真?zhèn)€容器內(nèi)部的代理對象。當(dāng)我們調(diào)用了某一個實例對象的任何一個非final的public方法時，整個Spring框架都會知曉。

此時的SpringAOP框架在某種程度上扮演著一個上帝的角色：它知道你在這個框架內(nèi)所做的任何操作，你對每一個實例對象的非final的public方法調(diào)用都可以被框架察覺到！

既然Spring代理層可以察覺到你所做的每一次對實例對象的方法調(diào)用，那么，Spring就有機(jī)會在這個代理的過程中插入Spring的自己的業(yè)務(wù)代碼。

4. Spring AOP的工作原理

前面已經(jīng)介紹了AOP編程首先要選擇它感興趣的連接點----即切入點(Point cut)，那么，AOP能對切入點做什么樣的編程呢？我們先將代理模式下的某個連接點細(xì)化，你會看到如下這個示意圖所表示的過程：

為了降低我們對Spring的AOP的理解難度，我在這里將代理角色的職能進(jìn)行了簡化，方便大家理解。**（注意：真實的Spring AOP的proxy角色扮演的只能比這復(fù)雜的多，這里只是簡化，方便大家理解，請不要先入為主）**代理模式的代理角色最起碼要考慮三個階段：

1.在****調(diào)用真正對象的方法之前，應(yīng)該需要做什么？

2. 在調(diào)****用真正對象的方法過程中，如果拋出了異常，需要做什么？

3.在調(diào)用真正對象的方法后，返回了結(jié)果了，需要做什么？

AOP對這個方法調(diào)用的編程，就是針對這三個階段插入自己的業(yè)務(wù)代碼。

現(xiàn)在我們假設(shè)當(dāng)前RealSubject這個角色的類是 org.luanlouis.springlearning.aop.FooService，當(dāng)前這個連接點對應(yīng)的方法簽名是：public void foo()。那么上述的代理對象的三個階段將會有以下的處理邏輯：

1. 在調(diào)用真正對象的方法之前，

proxy會告訴Spring AOP: ?"我將要調(diào)用類org.luanlouis.springlearning.aop.FooService ?的public void foo()，在調(diào)用之前，你有什么處理建議嗎？";

Spring AOP這時根據(jù)proxy提供的類名和方法簽名,然后拿這些信息嘗試匹配是否在其感興趣的切入點內(nèi)，如果在感興趣的切入點內(nèi)，Spring AOP會返回 MethodBeforeAdvice處理建議，告訴proxy應(yīng)該執(zhí)行的操作；

2. 在調(diào)用真正對象的方法過程中，如果拋出了異常，需要做什么？

proxy告訴Spring AOP: “我調(diào)用類org.luanlouis.springlearning.aop.FooService ?的public void foo()過程中拋出了異常，你有什么處理建議？”

Spring AOP根據(jù)proxy提供的類型和方法簽名，確定了在其感興趣的切入點內(nèi)，則返回相應(yīng)的處理建議ThrowsAdvice，告訴proxy這個時期應(yīng)該采取的操作。

3.在調(diào)用真正對象的方法后，返回了結(jié)果了，需要做什么？

proxy告訴Spring AOP:"我調(diào)用類org.luanlouis.springlearning.aop.FooService ?的public void foo()結(jié)束了，并返回了結(jié)果你現(xiàn)在有什么處理建議？"；

Spring AOP 根據(jù)proxy提供的類型名和方法簽名，確定了在其感興趣的切入點內(nèi)，則返回AfterReturingAdivce處理建議，proxy得到這個處理建議，然后執(zhí)行建議；

上述的示意圖中已經(jīng)明確表明了Spring AOP應(yīng)該做什么樣的工作：根據(jù)proxy提供的特定類的特定方法執(zhí)行的特定時期階段給出相應(yīng)的處理建議。要完成該工作，Spring AOP應(yīng)該實現(xiàn)：

1.確定自己對什么類的什么方法感興趣？-----即確定 AOP的切入點（Point Cut），這個可以通過切入點(Point Cut)表達(dá)式來完成；

2. 對應(yīng)的的類的方法的執(zhí)行特定時期給出什么處理建議？------這個需要Spring AOP提供相應(yīng)的建議 ，即我們常說的Advice。

到此為止，AOP的基本工作機(jī)制已經(jīng)介紹完畢了。歡迎各位童鞋關(guān)注交流

-END-