Spring的LoadTimeWeaver(代码织入)

在Java 语言中，从织入切面的方式上来看，存在三种织入方式：编译期织入、类加载期织入和运行期织入。编译期织入是指在Java编译期，采用特殊的编译器，将切面织入到Java类中；而类加载期织入则指通过特殊的类加载器，在类字节码加载到JVM时，织入切面；运行期织入则是采用CGLib工具或JDK动态代理进行切面的织入。

AspectJ采用编译期织入和类加载期织入的方式织入切面，是语言级的AOP实现，提供了完备的AOP支持。它用AspectJ语言定义切面，在编译期或类加载期将切面织入到Java类中。

AspectJ提供了两种切面织入方式，第一种通过特殊编译器，在编译期，将AspectJ语言编写的切面类织入到Java类中，可以通过一个Ant或Maven任务来完成这个操作；第二种方式是类加载期织入，也简称为LTW（Load Time Weaving）。 (只讲解第二种)

如何使用Load Time Weaving？首先，需要通过JVM的-javaagent参数设置LTW的织入器类包，以代理JVM默认的类加载器；第二，LTW织入器需要一个 aop.xml文件，在该文件中指定切面类和需要进行切面织入的目标类。

下面将通过一个简单的例子在描述如何使用LTW：

例子所作的是记录被调用方法的执行时间和CPU使用率。其实这在实际生产中很有用，与其拉一堆性能测试工具，不如动手做个简单的分析切面，使我们能很快得到一些性能指标。我指的是没有硬性的性能测试需求下。

首先我们编写一个被织入的受体类，也就是被拦截的对象。

public class DemoBean {
    public void run1() {
        System.out.println("run1...");
    }
    public void run2() throws Exception {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        System.out.println("run2...");
    }
}

接着，我们编写分析方法执行效率的切面。

@Aspect
public class ProfileAspect {
    @Around("profileMethod()")
    public Object profile(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
        StopWatch sw = new StopWatch(getClass().getName());
        try {
            sw.start(pjp.getSignature().getName());
            return pjp.proceed();
        } finally {
            sw.stop();
            System.err.println(sw.prettyPrint());
        }
    }
    @Pointcut("execution(public * org.codetree.core.spring.loadtimeweaver.*.*(..))")
    public void profileMethod() {
        System.out.println("profileMethod..");
    }
}

aop.xml。这个文件要求放在META-INF/aop.xml路径下，以告知AspectJ Weaver我们需要把ProfilingAspect织入到应用的哪些类中。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE aspectj PUBLIC "-//AspectJ//DTD//EN" "http://www.eclipse.org/aspectj/dtd/aspectj.dtd">
<aspectj>
    <weaver>
        <!-- only weave classes in your application-specific packages -->
        <include within="org.codetree.core.spring.loadtimeweaver.*" />
    </weaver>
    <aspects>
        <!-- weave in just these aspects -->
        <aspect name="org.codetree.core.spring.loadtimeweaver.ProfileAspect" />
    </aspects>
</aspectj>

spring的配置文件

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 

        xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans 
    http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
    http://www.springframework.org/schema/context
    http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.0.xsd">

    <context:load-time-weaver aspectj-weaving="autodetect" />

    <context:component-scan base-package="org.codetree.core.spring.loadtimeweaver"
        use-default-filters="false">
        <context:include-filter type="regex"
            expression="org.codetree.core.spring.loadtimeweaver.*" />
        <context:exclude-filter type="regex"
            expression="org.codetree.core.spring.loadtimeweaver.Main" />
    </context:component-scan>

</beans>

或者

@EnableLoadTimeWeaving(aspectjWeaving=AspectJWeaving.AUTODETECT)

@EnableAspectJAutoProxy

@ComponentScan

通过 <context:load-time-weaver aspectj-weaving="on" /> 使 spring开启 loadtimeweaver, 注意 aspectj-weaving 有三个选项 : on, off, auto-detect, 如果设置为 auto-detect, spring 将会在 classpath 中查找aspejct 需要的 META-INF/aop.xml，如果找到则开启 aspectj weaving,这个逻辑在LoadTimeWeaverBeanDefinitionParser#isAspectJWeavingEnabled方法中。

测试类

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:/spring/loadtimeweaver/loadtimeweaver.xml");
        DemoBean demoBean = context.getBean(DemoBean.class);
        demoBean.run1();
        demoBean.run2();
    }
}

结果

输出结果如下：

run1...

StopWatch 'ProfilingAspect': running time (millis) = 0

-----------------------------------------

ms     %     Task name

-----------------------------------------

0001　　100%　　run1

如果想不加JVM的-javaagent参数可以进行如下替换：

public class ExtInstrumentationLoadTimeWeaver extends InstrumentationLoadTimeWeaver(默认的weaver) {  
    @Override  
    public void addTransformer(ClassFileTransformer transformer) {  
       try {  
           super.addTransformer(transformer);  
       } catch (Exception e) {吃掉无关异常不抛出}  
    }  
}

spring的配置文件

<?xml version="1.0" encoding="GBK"?>  
   
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"  
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"  
    xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context" xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"  
    xsi:schemaLocation="  
        http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.5.xsd  
        http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-2.5.xsd  
        http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-2.5.xsd  
        http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-2.5.xsd">  
    
　　 <context:load-time-weaver weaver-class="com.shansun.multidemo.spring.ExtInstrumentationLoadTimeWeaver" aspectj-weaving="autodetect" />  
    <context:component-scan base-package="com.shansun.multidemo"></context:component-scan>  
</beans>