关键词:
Aop不同类型增强顺序&同类型增强顺序问题
在Day606的文章中,咋们聊了记录了一下aop的两个使用错误的问题案例【this 调用的当前类方法无法被拦截、通过代理类访问被代理类的成员属性抛空指针异常】。
那这次我们记录讨论,一个当一个系统采用的切面越来越多时,因为执行顺序
而导致的问题便会逐步暴露出来,内容如下。
前置条件
一个系统有一个电费充值模块,它包含了一个负责电费充值的类 ElectricService,还有一个充电方法 charge():
@Service
public class ElectricService
public void charge() throws Exception
System.out.println("Electric charging ...");
为了在执行 charge() 之前,鉴定下调用者的权限,我们增加了针对于 Electric 的切面类 AopConfig,其中包含一个 @Before 增强。
这里的增强没有做任何事情,仅仅是打印了一行日志,然后模拟执行权限校验功能(占用 1 秒钟)。
//省略 imports
@Aspect
@Service
@Slf4j
public class AspectService
@Before("execution(* com.spring.puzzle.class6.example1.ElectricService.charge()) ")
public void checkAuthority(JoinPoint pjp) throws Throwable
System.out.println("validating user authority");
Thread.sleep(1000);
执行后,我们得到以下 log,接着一切按照预期继续执行:
validating user authority
Electric charging …
一、不同类型的增强执行顺序问题
一段时间后,由于业务发展,ElectricService 中的 charge() 逻辑变得更加复杂了,我们需要仅仅针对 ElectricService 的 charge() 做性能统计。
为了不影响原有的业务逻辑,我们在 AopConfig 中添加了另一个增强,代码更改后如下:
//省略 imports
@Aspect
@Service
public class AopConfig
@Before("execution(* com.spring.puzzle.class6.example1.ElectricService.charge()) ")
public void checkAuthority(JoinPoint pjp) throws Throwable
System.out.println("validating user authority");
Thread.sleep(1000);
@Around("execution(* com.spring.puzzle.class6.example1.ElectricService.charge()) ")
public void recordPerformance(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable
long start = System.currentTimeMillis();
pjp.proceed();
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("charge method time cost: " + (end - start));
执行后得到日志如下:
validating user authority
Electric charging …
charge method time cost 1022 (ms)
通过性能统计打印出的日志,我们可以得知 charge() 执行时间超过了 1 秒钟。然而,该方法仅打印了一行日志,它的执行不可能需要这么长时间。
因此我们很容易看出问题所在:当前 ElectricService 中 charge() 的执行时间,包含了权限验证的时间,即包含了通过 @Around 增强的 checkAuthority() 执行的所有时间。
这并不符合我们的初衷,我们需要统计的仅仅是 ElectricService.charge() 的性能统计,它并不包含鉴权过程。
当然,这些都是从日志直接观察出的现象。实际上,这个问题出现的根本原因和 AOP 的执行顺序有关。
针对这个案例而言,当同一个切面(Aspect)中同时包含多个不同类型的增强时(Around、Before、After、AfterReturning、AfterThrowing 等),它们的执行是有顺序的。那么顺序如何?
Spring 初始化单例类的一般过程:
基本都是 getBean()->doGetBean()->getSingleton()
,
如果发现 Bean 不存在,则调用 createBean()->doCreateBean()
进行实例化。
而如果我们的代码里使用了 Spring AOP,doCreateBean() 最终会返回一个代理对象
。至于代理对象如何创建,(参考 AbstractAutoProxyCreator#createProxy):
protected Object createProxy(Class<?> beanClass, @Nullable String beanName,
@Nullable Object[] specificInterceptors, TargetSource targetSource)
//省略非关键代码
Advisor[] advisors = buildAdvisors(beanName, specificInterceptors);
proxyFactory.addAdvisors(advisors);
proxyFactory.setTargetSource(targetSource);
//省略非关键代码
return proxyFactory.getProxy(getProxyClassLoader());
其中 advisors 就是增强方法对象,它的顺序决定了面临多个增强时,到底先执行谁。
而这个集合对象本身是由 specificInterceptors 构建出来的,而 specificInterceptors 又是由 AbstractAdvisorAutoProxyCreator#getAdvicesAndAdvisorsForBean 方法构建:
@Override
@Nullable
protected Object[] getAdvicesAndAdvisorsForBean(
Class<?> beanClass, String beanName, @Nullable TargetSource targetSource)
List<Advisor> advisors = findEligibleAdvisors(beanClass, beanName);
if (advisors.isEmpty())
return DO_NOT_PROXY;
return advisors.toArray();
简单说,其实就是根据当前的 beanClass、beanName 等信息,结合所有候选的 advisors,最终找出匹配(Eligible)的 Advisor,为什么如此?
毕竟 AOP 拦截点可能会配置多个,而我们执行的方法不见得会被所有的拦截配置拦截
。
寻找匹配 Advisor 的逻辑参考 AbstractAdvisorAutoProxyCreator#findEligibleAdvisors:
protected List<Advisor> findEligibleAdvisors(Class<?> beanClass, String beanName)
//寻找候选的 Advisor
List<Advisor> candidateAdvisors = findCandidateAdvisors();
//根据候选的 Advisor 和当前 bean 算出匹配的 Advisor
List<Advisor> eligibleAdvisors = findAdvisorsThatCanApply(candidateAdvisors, beanClass, beanName);
extendAdvisors(eligibleAdvisors);
if (!eligibleAdvisors.isEmpty())
//排序
eligibleAdvisors = sortAdvisors(eligibleAdvisors);
return eligibleAdvisors;
最终 Advisors 的顺序
是由两点决定:
- candidateAdvisors 的顺序;
- sortAdvisors 进行的排序。
重点看下对本案例起关键作用的 candidateAdvisors 排序。
实际上,它的顺序是在 @Aspect 标记的 AopConfig Bean 构建时就决定了。具体而言,就是在初始化过程中会排序自己配置的 Advisors,并把排序结果存入了缓存(BeanFactoryAspectJAdvisorsBuilder#advisorsCache)。
排序是在 Bean 的构建中进行的,而最后排序执行的关键代码位于下面的方法中(参考 ReflectiveAspectJAdvisorFactory#getAdvisorMethods):
private List<Method> getAdvisorMethods(Class<?> aspectClass)
final List<Method> methods = new ArrayList<>();
ReflectionUtils.doWithMethods(aspectClass, method ->
// Exclude pointcuts
if (AnnotationUtils.getAnnotation(method, Pointcut.class) == null)
methods.add(method);
, ReflectionUtils.USER_DECLARED_METHODS);
// 排序
methods.sort(METHOD_COMPARATOR);
return methods;
methods.sort(METHOD_COMPARATOR)
方法是重点。
METHOD_COMPARATOR 的代码,会发现它是定义在 ReflectiveAspectJAdvisorFactory 类中的静态方法块,代码如下:
static
Comparator<Method> adviceKindComparator = new ConvertingComparator<>(
new InstanceComparator<>(
Around.class, Before.class, After.class, AfterReturning.class, AfterThrowing.class),
(Converter<Method, Annotation>) method ->
AspectJAnnotation<?> annotation =
AbstractAspectJAdvisorFactory.findAspectJAnnotationOnMethod(method);
return (annotation != null ? annotation.getAnnotation() : null);
);
Comparator<Method> methodNameComparator = new ConvertingComparator<>(Method::getName);
//合并上面两者比较器
METHOD_COMPARATOR = adviceKindComparator.thenComparing(methodNameComparator);
最终会调用的基准比较器,以下是它的关键实现代码:
new InstanceComparator<>(
Around.class, Before.class, After.class, AfterReturning.class, AfterThrowing.class)
构造方法也是较为简单的,只是将传递进来的 instanceOrder 赋予了类成员变量,继续查看 InstanceComparator 比较器核心方法 compare 如下,也就是最终要调用的比较方法:
public int compare(T o1, T o2)
int i1 = getOrder(o1);
int i2 = getOrder(o2);
return (i1 < i2 ? -1 : (i1 == i2 ? 0 : 1));
一个典型的 Comparator,代码逻辑按照 i1、i2 的升序排列,即 getOrder() 返回的值越小,排序越靠前
。
查看 getOrder() 的逻辑如下:
private int getOrder(@Nullable T object)
if (object != null)
for (int i = 0; i < this.instanceOrder.length; i++)
//instance 在 instanceOrder 中的“排号”
if (this.instanceOrder[i].isInstance(object))
return i;
return this.instanceOrder.length;
返回当前传递的增强注解在 this.instanceOrder 中的序列值,序列值越小,则越靠前
。
而结合之前构造参数传递的顺序,我们很快就能判断出:最终的排序结果依次是 Around.class, Before.class, After.class, AfterReturning.class, AfterThrowing.class
。
到此为止,答案也呼之欲出:this.instanceOrder 的排序,即为不同类型增强的优先级,排序越靠前,优先级越高。
结合之前的讨论,我们可以得出一个结论:
同一个切面中,不同类型的增强方法被调用的顺序依次为 Around.class, Before.class, After.class, AfterReturning.class, AfterThrowing.class。
针对上面案例的解决方式如下:
将 ElectricService.charge() 的业务逻辑全部移动到 doCharge(),在 charge() 中调用 doCharge();性能统计只需要拦截 doCharge();
权限统计增强保持不变,依然拦截 charge()。
@Service
public class ElectricService
@Autowired
ElectricService electricService;
public void charge()
electricService.doCharge();
public void doCharge()
System.out.println("Electric charging ...");
//省略 imports
@Aspect
@Service
public class AopConfig
@Before("execution(* com.spring.puzzle.class6.example1.ElectricService.charge()) ")
public void checkAuthority(JoinPoint pjp) throws Throwable
System.out.println("validating user authority");
Thread.sleep(1000);
@Around("execution(* com.spring.puzzle.class6.example1.ElectricService.doCharge()) ")
public void recordPerformance(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable
long start = System.currentTimeMillis();
pjp.proceed();
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("charge method time cost: " + (end - start));
二、同类型增强顺序问题
这里业务逻辑类 ElectricService 没有任何变化,仅包含一个 charge():
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class ElectricService
public void charge()
System.out.println("Electric charging ...");
切面类 AspectService 包含两个方法,都是 Before 类型增强。
第一个方法 logBeforeMethod(),目的是在 run() 执行之前希望能输入日志,表示当前方法被调用一次,方便后期统计。
另一个方法 validateAuthority(),目的是做权限验证,其作用是在调用此方法之前做权限验证,如果不符合权限限制要求,则直接抛出异常。这里为了方便演示,此方法将直接抛出异常:
//省略 imports
@Aspect
@Service
public class AopConfig
@Before("execution(* com.spring.puzzle.class5.example2.ElectricService.charge())")
public void logBeforeMethod(JoinPoint pjp) throws Throwable
System.out.println("step into ->"+pjp.getSignature());
@Before("execution(* com.spring.puzzle.class5.example2.ElectricService.charge()) ")
public void validateAuthority(JoinPoint pjp) throws Throwable
throw new RuntimeException("authority check failed");
我们对代码的执行预期为:
当鉴权失败时,由于 ElectricService.charge() 没有被调用,那么 run() 的调用日志也不应该被输出,即 logBeforeMethod() 不应该被调用,但事实总是出乎意料,执行结果如下:
step into ->void com.spring.puzzle.class6.example2.Electric.charge()
Exception in thread “main” java.lang.RuntimeException: authority
check failed
虽然鉴权失败,抛出了异常且 ElectricService.charge() 没有被调用,但是 logBeforeMethod() 的调用日志却被输出了,这将导致后期针对于 ElectricService.charge() 的调用数据统计严重失真。
这里我们就需要搞清楚一个问题:当同一个切面包含多个同一种类型的多个增强,且修饰的都是同一个方法时,这多个增强的执行顺序是怎样的?
你应该还记得上述代码中,定义 METHOD_COMPARATOR 的静态代码块吧。
METHOD_COMPARATOR 本质是一个连续比较器,而上个案例中我们仅仅只看了第一个比较器,细心的你肯定发现了这里还有第二个比较器 methodNameComparator,任意两个比较器都可以通过其内置的 thenComparing() 连接形成一个连续比较器,从而可以让我们按照比较器的连接顺序依次比较:
static
//第一个比较器,用来按照增强类型排序
Comparator<Method> adviceKindComparator = new ConvertingComparator<>(
new InstanceComparator<>(
Around.class, Before.class, After.class, AfterReturning.class, AfterThrowing.class),
(Converter<Method, Annotation>) method ->
AspectJAnnotation<?> annotation =
AbstractAspectJAdvisorFactory.findAspectJAnnotationOnMethod(method);
return (annotation != null ? annotation.getAnnotation() : null);
)
//第二个比较器,用来按照方法名排序
Comparator<Method> methodNameComparator = new ConvertingComparator<>(Method::getName);
METHOD_COMPARATOR = adviceKindComparator.thenComparing(methodNameComparator);
第 2 个比较器 methodNameComparator 依然使用的是 ConvertingComparator,传递了方法名作为参数。我们基本可以猜测出该比较器是按照方法名进行排序的,这里可以进一步查看构造器方法及构造器调用的内部 comparable():
public ConvertingComparator(Converter<S, T> converter)
this(Comparators.comparable(), converter);
// 省略非关键代码
public static <T> Comparator<T> comparable()
return ComparableComparator.INSTANCE;
上述代码中的 ComparableComparator 实例其实极其简单,代码如下:
public class ComparableComparator<T extends Comparable<T>> implements Comparator<T>
public static final ComparableComparator INSTANCE = new ComparableComparator();
@Override
public int compare(T o1, T o2)
return o1.compareTo(o2);
答案和我们的猜测完全一致,methodNameComparator 最终调用了 String 类自身的 compareTo(),代码如下:
public int compareTo(String anotherString)
int len1 = value.length;
int len2 = anotherString.value.length;
int lim = Math.min(len1, len2);
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;
int k = 0;
while (k < lim)
char c1 = v1[k];
char c2 = v2[k];
if (c1 != c2)
return c1 - c2;
k++;
return len1 - len2;
到这,答案揭晓:如果两个方法名长度相同,则依次比较每一个字母的 ASCII 码,ASCII 码越小,排序越靠前;若长度不同,且短的方法名字符串是长的子集时,短的排序靠前。
那么,案例解决的方案就是直接修改方法名字
,让他的执行顺序改变:
//省略 imports
@Aspect
@Service
public class AopConfig
@Before("execution(* com.spring.puzzle.class6.example2.ElectricService.charge())")
public void logBeforeMethod(JoinPoint pjp) throws Throwable
System.out.println("step into ->"+pjp.getSignature());
@Before("execution(* com.spring.puzzle.class6.example2.ElectricService.charge()) ")
public void checkAuthority(JoinPoint pjp) throws Throwable
throw new RuntimeException("authority check failed");
我们可以将原来的 validateAuthority() 改为 checkAuthority(),这种情况下,对增强(Advisor)的排序,其实最后就是在比较字符 l 和 字符 c。显然易见,checkAuthority() 的排序会靠前,从而被优先执行,最终问题得以解决。
三、总结
- 在同一个切面配置中,如果存在多个不同类型的增强,那么其执行优先级是按照增强类型的特定顺序排列,依次的增强类型为 Around.class, Before.class, After.class, AfterReturning.class, AfterThrowing.class;
- 在同一个切面配置中,如果存在多个相同类型的增强,那么其执行优先级是按照该增强的方法名排序,排序方式依次为比较方法名的每一个字母,直到发现第一个不相同且 ASCII 码较小的字母。
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