听说 Spring AOP 有坑？那就来踩一踩

2021-01-25 12:43:43 浏览数 (1)
  • 前言
  • 一、SpringBoot添加AOP
  • 二、CGLIB原理
  • 三、为啥其他属性无法注入
  • 四、JDK代理
  • 总结

前言

前几日，有朋友分享了这样一个案例：

原来的项目一直都正常运行，突然有一天发现代码部分功能报错。经过排查，发现Controller里部分方法为private的，原来是同事为Controller添加了AOP日志功能，导致原来的方法报错。

当然了，解决方案就是把private修饰的方法改为public，一切就都正常了。

不过这究竟是为什么呢？如果你也说不太清楚，就跟着笔者一起来探探究竟。

一、SpringBoot添加AOP

我们先为SpringBoot项目添加一个切面功能。

在这里，笔者的SpringBoot的版本为2.1.5.RELEASE，对应的Spring版本为5.1.7.RELEASE。

我们必须要先添加AOP的依赖：

代码语言：javascript复制
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>

然后来定义一个切面，来拦截Controller中的所有方法：

代码语言：javascript复制
@Component
@Aspect
public class ControllerAspect {

    @Pointcut(value = "execution(* com.viewscenes.controller..*.*(..))")
    public void pointcut(){}

    @Before("pointcut()")
    public void before(JoinPoint joinPoint){
        System.out.println("前置通知");
    }
    @After("pointcut()")
    public void after(JoinPoint joinPoint){
        System.out.println("后置通知");
    }
    @AfterReturning(pointcut="pointcut()",returning = "result")
    public void result(JoinPoint joinPoint,Object result){
        System.out.println("返回通知:" result);
    }
}

然后写一个Controller:

代码语言：javascript复制
@RestController
public class UserController {

    @Autowired
    UserService userService;

    @RequestMapping("/list")
    public List<User> list() {
        return userService.list();
    }
}

好了，现在访问/list方法，AOP就已经正常工作了。

代码语言：javascript复制
前置通知
后置通知
返回通知:
[
User(id=59ffbdca-6b50-4466-936d-dddd693aa96b, name=0),
User(id=ff600c29-2013-493a-aab1-e66329251666, name=1),
User(id=85527844-bb3d-4cd3-98a1-786f0f754a98, name=2)
]

二、CGLIB原理

首先，我们要知道的是，在SpringBoot中，默认使用的就是CGLIB方式来创建代理。

在它的配置文件中，spring.aop.proxy-target-class默认是true。

代码语言：javascript复制
{
  "name": "spring.aop.proxy-target-class",
  "type": "java.lang.Boolean",
  "description": "Whether subclass-based (CGLIB) proxies are to be created (true),
 as opposed to standard Java interface-based proxies (false).",
  "defaultValue": true
}

然后再回顾下CGLIB的原理:

动态生成一个要代理类的子类，子类重写要代理的类的所有不是final的方法。在子类中采用方法拦截的技术拦截所有父类方法的调用，顺势织入横切逻辑。它比使用java反射的JDK动态代理要快。

我们看到，CGLIB代理的重要条件是生成一个子类，然后重写要代理类的方法。

下面我们看看CGLIB最基础的应用。

假如我们有一个Student类，它有一个eat()方法。

代码语言：javascript复制
public class Student {

    public void eat(String name) {
        System.out.println(name "正在吃饭...");
    }
}

然后，创建一个拦截器，在CGLIB中，它是一个回调函数。

代码语言：javascript复制
public class TargetInterceptor implements MethodInterceptor {
    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method,
  Object[] params, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("调用前");
        Object result = proxy.invokeSuper(obj, params);
        System.out.println("调用后");
        return result;
    }
}

然后我们测试它：

代码语言：javascript复制
public static void main(String[] args){

 //创建字节码增强器
 Enhancer enhancer =new Enhancer();
 //设置父类
 enhancer.setSuperclass(Student.class);
 //设置回调函数
 enhancer.setCallback(new TargetInterceptor());
 //创建代理类
 Student student=(Student)enhancer.create();
 student.eat("王二杆子");
}

这样就完成了通过CGLIB对Student类的代理。

上面代码中的Student就是通过CGLIB创建的代理类，它的Class对象如下：

代码语言：javascript复制
class com.viewscenes.test.Student?EnhancerByCGLIB?121a496f

既然CGLIB是通过生成子类的方式来创建代理，那么它生成的子类就要继承父类咯。

关于Java中的继承，有一条很重要的特性就是：

  • 子类拥有父类非 private 的属性、方法。

看到这里，也许你已经明白了一大半，不过咱们继续看。如果照这样说法，如果父类中有private方法，生成的代理类中是看不到的。

上面的Student类中，学生不仅要吃饭，也许还会偷偷睡觉，那我们给它加一个私有方法：

代码语言：javascript复制
public class Student {

    public void eat(String name) {
        System.out.println(name "正在吃饭...");
    }
    private void sleep(String name){
        System.out.println(name "正在偷偷睡觉...");
    }
}

不过，怎么测试呢？这私有方法在外面也调用不到呀。没关系，我们用反射来试验：

代码语言：javascript复制
//创建代理类
Student student=(Student)enhancer.create();

Method eat = student.getClass().getMethod("eat", String.class);
eat.invoke(student,"王二杆子");

Method sleep = student.getClass().getMethod("sleep", String.class);
sleep.invoke(student,"王二杆子");

输出结果如下：

代码语言：javascript复制
调用前
王二杆子正在吃饭...
调用后
Exception in thread "main" java.lang.NoSuchMethodException: com.viewscenes.test.Student$$EnhancerByCGLIB$$121a496f.sleep(java.lang.String)
 at java.lang.Class.getMethod(Class.java:1786)
 at com.viewscenes.test.Test.main(Test.java:23)

很明显，在调用sleep方法的时候，抛出了java.lang.NoSuchMethodException异常。

至此，我们更加确定了一件事：

由CGLIB创建的代理类，不会包含父类中的私有方法。

三、为啥其他属性无法注入

我们看完了上面的测试，现在把Controller中的方法也改成private。

再访问的时候，会报出java.lang.NullPointerException异常，是因为UserService为null，没有成功注入。

这就不太对了呀？如果说因为私有方法的原因，导致代理类不会包含此方法的话，那么最多AOP不会生效，为什么UserService也没有注入进来呢？

带着这个问题，笔者又翻了翻Spring aop相关的源码，这才理解咋回事。

在这里，我们首先要记住一件事：不管方法是否为私有的，UserController这个Bean是已经确定被代理了的。

1、SpringMVC处理请求

我们的一个HTTP请求，会先经过SpringMVC中的DispatcherServlet，然后找到与之对应的HandlerMethod来处理。在后面，会先通过Spring的参数解析器，把Request参数解析出来，最后通过Method来调用方法。

2、反射调用

上面代码就是通过反射来调用Controller中的方法。

上面我们说：

不管方法是否为私有的，UserController这个Bean是已经确定被代理了的。

在这里，this.getBean()拿到的就是被代理后的对象。它长这样：

可以看到，在这个代理对象中，userService对象为NULL。那么，按理说，不管你方法是否为私有的，这样直接调用也都是要报空指针异常的呀。那么，为啥只有私有方法才会报错，而公共方法不会呢？

3、有啥不一样

在这里，他们的method是一样的，都是java.lang.reflect包中的对象。

如果是私有方法，那么在代理类中，不会包含这个方法。此时通过Method.invoke()来调用目标方法，传入的实例对象是userController的代理类，而这个代理类中的userService为NULL，所以，执行的时候，才会看到userService没有注入，导致空指针异常。

如果是公共方法，在代理类中，就有它的子类实现，则会先调用到代理类的拦截器MethodInterceptor。拦截器负责链式调用AOP方法和目标方法。在拦截器执行过程中，又调用了方法。但不同的是，此时传入的实例对象并不是代理类，而是代理类的目标对象。

有朋友对这块不理解，其实就是JDK中java.lang.reflect.Method的内容，来借助测试再看一下。

还是拿上面的Student为例，我们通过Method来获取它的方法并调用。

代码语言：javascript复制
//创建代理类
Student student=(Student)enhancer.create();

Method eat = Student.class.getDeclaredMethod("eat", String.class);
eat.setAccessible(true);
eat.invoke(student,"王二杆子");

System.out.println("----------------------");
Method sleep = Student.class.getDeclaredMethod("sleep", String.class);
sleep.setAccessible(true);
sleep.invoke(student,"王二杆子");

上面的代码中，先通过反射拿到Method对象，其中eat是公共方法，sleep是私有方法。invoke传入的对象都是通过CGLIB生成的代理对象，结果就是eat执行了代理，而sleep并没有。

代码语言：javascript复制
调用前
王二杆子正在吃饭...
调用后
----------------------
王二杆子正在偷偷睡觉...

这也就解释了，为啥同样是调用method.invoke()，私有方法没有注入成功，而公共方法正常。

四、JDK代理

既然说，CGLIB是通过继承的方式实现代理。那私有方法能不能通过JDK动态代理的方式来呢？

不瞒各位，笔者当时确实想到了这个，不过马上被右脑打脸。JDK动态代理是通过接口来的，接口里怎么可能有私有方法？

哈哈，看来此路不通。不过笔者却发现了另外一个有意思的现象。

至此，我们不再讨论公有私有方法的问题，仅仅看Controller是否可以改为JDK动态代理的方式。

1、改为jdk动态代理

首先，我们需要在配置文件中，设置spring.aop.proxy-target-class=false

然后还需要搞一个接口，这个接口还必须包含一个方法。否则Spring在生成代理的时候，还会判断，如果不包含这些条件，还会是CGLIB的代理方式。

代码语言：javascript复制
public interface BaseController {
    default void print(){
        System.out.println("-------------");
    }
}

然后让我们的Controller实现这个接口就行了。现在代理方式就变成了JDK动态代理。

ok，现在访问/list，你会得到一个友好的404提示：

代码语言：javascript复制
{
    "status": 404,
    "error": "Not Found",
    "message": "No message available",
    "path": "/list"
}

2、为何404？

这是为啥捏？

在SpringMVC初始化的时候，会先遍历所有的Bean，过滤包含Controller注解和RequestMapping注解的类，然后查找类上的方法，获取方法上的URL。最后把URL和方法的映射注册到容器。

如果你对这一过程不理解，可以参阅笔者文章 - Spring源码分析（四）SpringMVC初始化

在过滤的时候，大概有三个条件：

  • 对象本身是否包含Controller相关注解
  • 对象的父类是否包含Controller相关注解
  • 对象的接口是否包含Controller相关注解

此时我们的userController是一个JDK的代理对象，这三条件都不满足呀，所以Spring认为它并不是一个Controller。

因此，我们需要在它接口BaseController上添加一个@RestController注解才行。

加完之后，过滤条件满足了。SpringMVC终于认识它是一个Controller了。不过，如果你现在去访问，还会得到一个404。

3、为何还是404？

笔者当时也是崩溃的，为啥还是404呢？

代码语言：javascript复制
if (beanType != null && this.isHandler(beanType)) {
 this.detectHandlerMethods(beanName);
}

原来通过isHandler条件判断之后，还需要通过detectHandlerMethods检测bean上的方法，注册url和对象method的映射关系。

但是这里有个坑~

我们知道，不管是JDK动态代理还是CGLIB动态代理，此时的bean都是代理对象。检测bean上的方法，一定得检测真实的目标对象才有意义。

Spring也正是这样做的，它通过ClassUtils.getUserClass(handlerType);来获取真实对象。

然后看到这段代码的时候，才发现：

这里只处理了CGLIB代理的情况。。换言之，如果是JDK的代理对象，这里返回的还是代理对象。

那么在外层，拿着这个代理对象去selectMethods查找方法，当然一无所获。最后的结果就是，没有把这个url和对象method映射起来，当我们访问/list的时候，会报出404。

这里的SpringMVC版本为5.1.7.RELEASE，不知道其他版本是不是也是这样处理的。欢迎探讨~

总结

以前老听一些人说，在Controller里面不要用私有方法，也知道可能会产生问题。

但具体会产生哪些问题？产生问题的根源在哪里？却一直很朦胧，通过本文也许你对这个问题就有了更新的认识。

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