Spring源码分析：AOP源码解析（上篇）

来源：互联网发布：js正则表达式空格编辑：程序博客网时间：2024/05/18 00:41

前言

前面写了六篇文章详细地分析了Spring Bean加载流程，这部分完了之后就要进入一个比较困难的部分了，就是AOP的实现原理分析。为了探究AOP实现原理，首先定义几个类，一个Dao接口：

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publicinterfaceDao {
   publicvoidselect();
   publicvoidinsert();
}

Dao接口的实现类DaoImpl：

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publicclassDaoImpl implementsDao {
   @Override
   publicvoidselect() {
       System.out.println("Enter DaoImpl.select()");
   }
   @Override
   publicvoidinsert() {
       System.out.println("Enter DaoImpl.insert()");
   }
}

定义一个TimeHandler，用于方法调用前后打印时间，在AOP中，这扮演的是横切关注点的角色：

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publicclassTimeHandler {
   publicvoidprintTime() {
       System.out.println("CurrentTime:"+ System.currentTimeMillis());
   }
}

定义一个XML文件aop.xml：

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<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?>
<beansxmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
   xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
   xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
   xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
   xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
http://www.springframework.org/schema/aop
http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd">
   <beanid="daoImpl"class="org.xrq.action.aop.DaoImpl"/>
   <beanid="timeHandler"class="org.xrq.action.aop.TimeHandler"/>
   <aop:configproxy-target-class="true">
       <aop:aspectid="time"ref="timeHandler">
           <aop:pointcutid="addAllMethod"expression="execution(* org.xrq.action.aop.Dao.*(..))" />
           <aop:beforemethod="printTime"pointcut-ref="addAllMethod"/>
           <aop:aftermethod="printTime"pointcut-ref="addAllMethod"/>
       </aop:aspect>
   </aop:config>
</beans>

写一段测试代码TestAop.java：

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publicclassTestAop {
   @Test
   publicvoidtestAop() {
       ApplicationContext ac = newClassPathXmlApplicationContext("spring/aop.xml");
       Dao dao = (Dao)ac.getBean("daoImpl");
       dao.select();
   }
}

代码运行结果就不看了，有了以上的内容，我们就可以根据这些跟一下代码，看看Spring到底是如何实现AOP的。

AOP实现原理——找到Spring处理AOP的源头

有很多朋友不愿意去看AOP源码的一个很大原因是因为找不到AOP源码实现的入口在哪里，这个确实是。不过我们可以看一下上面的测试代码，就普通Bean也好、AOP也好，最终都是通过getBean方法获取到Bean并调用方法的，getBean之后的对象已经前后都打印了TimeHandler类printTime()方法里面的内容，可以想见它们已经是被Spring容器处理过了。

既然如此，那无非就两个地方处理：

加载Bean定义的时候应该有过特殊的处理
getBean的时候应该有过特殊的处理

因此，本文围绕【1.加载Bean定义的时候应该有过特殊的处理】展开，先找一下到底是哪里Spring对AOP做了特殊的处理。代码直接定位到DefaultBeanDefinitionDocumentReader的parseBeanDefinitions方法：

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protectedvoidparseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
   if(delegate.isDefaultNamespace(root)) {
       NodeList nl = root.getChildNodes();
       for(inti = 0; i < nl.getLength(); i++) {
           Node node = nl.item(i);
           if(nodeinstanceofElement) {
               Element ele = (Element) node;
               if(delegate.isDefaultNamespace(ele)) {
                   parseDefaultElement(ele, delegate);
               }
               else{
                   delegate.parseCustomElement(ele);
               }
           }
       }
   }
   else{
       delegate.parseCustomElement(root);
   }
}

正常来说，遇到<bean id=”daoImpl”…>、<bean id=”timeHandler”…>这两个标签的时候，都会执行第9行的代码，因为<bean>标签是默认的Namespace。但是在遇到后面的<aop:config>标签的时候就不一样了，<aop:config>并不是默认的Namespace，因此会执行第12行的代码，看一下：

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publicBeanDefinition parseCustomElement(Element ele, BeanDefinition containingBd) {
   String namespaceUri = getNamespaceURI(ele);
   NamespaceHandler handler = this.readerContext.getNamespaceHandlerResolver().resolve(namespaceUri);
   if(handler == null) {
       error("Unable to locate Spring NamespaceHandler for XML schema namespace [" + namespaceUri + "]", ele);
       returnnull;
   }
   returnhandler.parse(ele,newParserContext(this.readerContext,this, containingBd));
}

因为之前把整个XML解析为了org.w3c.dom.Document，org.w3c.dom.Document以树的形式表示整个XML，具体到每一个节点就是一个Node。

首先第2行从<aop:config>这个Node（参数Element是Node接口的子接口）中拿到Namespace=”http://www.springframework.org/schema/aop“，第3行的代码根据这个Namespace获取对应的NamespaceHandler即Namespace处理器，具体到aop这个Namespace的NamespaceHandler是org.springframework.aop.config.AopNamespaceHandler类，也就是第3行代码获取到的结果。具体到AopNamespaceHandler里面，有几个Parser，是用于具体标签转换的，分别为：

config–>ConfigBeanDefinitionParser
aspectj-autoproxy–>AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser
scoped-proxy–>ScopedProxyBeanDefinitionDecorator
spring-configured–>SpringConfiguredBeanDefinitionParser

接着，就是第8行的代码，利用AopNamespaceHandler的parse方法，解析<aop:config>下的内容了。

AOP Bean定义加载——根据织入方式将<aop:before>、<aop:after>转换成名为adviceDef的RootBeanDefinition

上面经过分析，已经找到了Spring是通过AopNamespaceHandler处理的AOP，那么接着进入AopNamespaceHandler的parse方法源代码：

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publicBeanDefinition parse(Element element, ParserContext parserContext) {
   returnfindParserForElement(element, parserContext).parse(element, parserContext);
}

首先获取具体的Parser，因为当前节点是<aop:config>，上一部分最后有列，config是通过ConfigBeanDefinitionParser来处理的，因此findParserForElement(element, parserContext)这一部分代码获取到的是ConfigBeanDefinitionParser，接着看ConfigBeanDefinitionParser的parse方法：

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publicBeanDefinition parse(Element element, ParserContext parserContext) {
   CompositeComponentDefinition compositeDef =
           newCompositeComponentDefinition(element.getTagName(), parserContext.extractSource(element));
   parserContext.pushContainingComponent(compositeDef);
   configureAutoProxyCreator(parserContext, element);
   List<Element> childElts = DomUtils.getChildElements(element);
   for(Element elt: childElts) {
       String localName = parserContext.getDelegate().getLocalName(elt);
       if(POINTCUT.equals(localName)) {
           parsePointcut(elt, parserContext);
       }
       elseif(ADVISOR.equals(localName)) {
           parseAdvisor(elt, parserContext);
       }
       elseif(ASPECT.equals(localName)) {
           parseAspect(elt, parserContext);
       }
   }
   parserContext.popAndRegisterContainingComponent();
   returnnull;
}

重点先提一下第6行的代码，该行代码的具体实现不跟了但它非常重要，configureAutoProxyCreator方法的作用我用几句话说一下：

向Spring容器注册了一个BeanName为org.springframework.aop.config.internalAutoProxyCreator的Bean定义，可以自定义也可以使用Spring提供的（根据优先级来）
Spring默认提供的是org.springframework.aop.aspectj.autoproxy.AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator，这个类是AOP的核心类，留在下篇讲解
在这个方法里面也会根据配置proxy-target-class和expose-proxy，设置是否使用CGLIB进行代理以及是否暴露最终的代理。

<aop:config>下的节点为<aop:aspect>，想见必然是执行第18行的代码parseAspect，跟进去：

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privatevoidparseAspect(Element aspectElement, ParserContext parserContext) {
   String aspectId = aspectElement.getAttribute(ID);
   String aspectName = aspectElement.getAttribute(REF);
   try{
       this.parseState.push(newAspectEntry(aspectId, aspectName));
       List<BeanDefinition> beanDefinitions = newArrayList<BeanDefinition>();
       List<BeanReference> beanReferences = newArrayList<BeanReference>();
       List<Element> declareParents = DomUtils.getChildElementsByTagName(aspectElement, DECLARE_PARENTS);
       for(inti = METHOD_INDEX; i < declareParents.size(); i++) {
           Element declareParentsElement = declareParents.get(i);
           beanDefinitions.add(parseDeclareParents(declareParentsElement, parserContext));
       }
       // We have to parse "advice" and all the advice kinds in one loop, to get the
       // ordering semantics right.
       NodeList nodeList = aspectElement.getChildNodes();
       booleanadviceFoundAlready = false;
       for(inti = 0; i < nodeList.getLength(); i++) {
           Node node = nodeList.item(i);
           if(isAdviceNode(node, parserContext)) {
               if(!adviceFoundAlready) {
                   adviceFoundAlready = true;
                   if(!StringUtils.hasText(aspectName)) {
                       parserContext.getReaderContext().error(
                               "<aspect> tag needs aspect bean reference via 'ref' attribute when declaring advices.",
                               aspectElement,this.parseState.snapshot());
                       return;
                   }
                   beanReferences.add(newRuntimeBeanReference(aspectName));
               }
               AbstractBeanDefinition advisorDefinition = parseAdvice(
                       aspectName, i, aspectElement, (Element) node, parserContext, beanDefinitions, beanReferences);
               beanDefinitions.add(advisorDefinition);
           }
       }
       AspectComponentDefinition aspectComponentDefinition = createAspectComponentDefinition(
               aspectElement, aspectId, beanDefinitions, beanReferences, parserContext);
       parserContext.pushContainingComponent(aspectComponentDefinition);
       List<Element> pointcuts = DomUtils.getChildElementsByTagName(aspectElement, POINTCUT);
       for(Element pointcutElement : pointcuts) {
           parsePointcut(pointcutElement, parserContext);
       }
       parserContext.popAndRegisterContainingComponent();
   }
   finally{
       this.parseState.pop();
   }
}

从第20行~第37行的循环开始关注这个方法。这个for循环有一个关键的判断就是第22行的ifAdviceNode判断，看下ifAdviceNode方法做了什么：

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privatebooleanisAdviceNode(Node aNode, ParserContext parserContext) {
   if(!(aNodeinstanceofElement)) {
       returnfalse;
   }
   else{
       String name = parserContext.getDelegate().getLocalName(aNode);
       return(BEFORE.equals(name) || AFTER.equals(name) || AFTER_RETURNING_ELEMENT.equals(name) ||
               AFTER_THROWING_ELEMENT.equals(name) || AROUND.equals(name));
   }
}

即这个for循环只用来处理<aop:aspect>标签下的<aop:before>、<aop:after>、<aop:after-returning>、<aop:after-throwing method=”">、<aop:around method=”">这五个标签的。

接着，如果是上述五种标签之一，那么进入第33行~第34行的parseAdvice方法：

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privateAbstractBeanDefinition parseAdvice(
   String aspectName, intorder, Element aspectElement, Element adviceElement, ParserContext parserContext,
   List<BeanDefinition> beanDefinitions, List<BeanReference> beanReferences) {
   try{
       this.parseState.push(newAdviceEntry(parserContext.getDelegate().getLocalName(adviceElement)));
       // create the method factory bean
       RootBeanDefinition methodDefinition = newRootBeanDefinition(MethodLocatingFactoryBean.class);
       methodDefinition.getPropertyValues().add("targetBeanName", aspectName);
       methodDefinition.getPropertyValues().add("methodName", adviceElement.getAttribute("method"));
       methodDefinition.setSynthetic(true);
       // create instance factory definition
       RootBeanDefinition aspectFactoryDef =
       newRootBeanDefinition(SimpleBeanFactoryAwareAspectInstanceFactory.class);
       aspectFactoryDef.getPropertyValues().add("aspectBeanName", aspectName);
       aspectFactoryDef.setSynthetic(true);
       // register the pointcut
       AbstractBeanDefinition adviceDef = createAdviceDefinition(
           adviceElement, parserContext, aspectName, order, methodDefinition, aspectFactoryDef,
           beanDefinitions, beanReferences);
       // configure the advisor
       RootBeanDefinition advisorDefinition = newRootBeanDefinition(AspectJPointcutAdvisor.class);
       advisorDefinition.setSource(parserContext.extractSource(adviceElement));
       advisorDefinition.getConstructorArgumentValues().addGenericArgumentValue(adviceDef);
       if(aspectElement.hasAttribute(ORDER_PROPERTY)) {
           advisorDefinition.getPropertyValues().add(
               ORDER_PROPERTY, aspectElement.getAttribute(ORDER_PROPERTY));
       }
       // register the final advisor
       parserContext.getReaderContext().registerWithGeneratedName(advisorDefinition);
       returnadvisorDefinition;
   }
   finally{
       this.parseState.pop();
   }
}

方法主要做了三件事：

根据织入方式（before、after这些）创建RootBeanDefinition，名为adviceDef即advice定义
将上一步创建的RootBeanDefinition写入一个新的RootBeanDefinition，构造一个新的对象，名为advisorDefinition，即advisor定义
将advisorDefinition注册到DefaultListableBeanFactory中

下面来看做的第一件事createAdviceDefinition方法定义：

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privateAbstractBeanDefinition createAdviceDefinition(
       Element adviceElement, ParserContext parserContext, String aspectName, intorder,
       RootBeanDefinition methodDef, RootBeanDefinition aspectFactoryDef,
       List<BeanDefinition> beanDefinitions, List<BeanReference> beanReferences) {
   RootBeanDefinition adviceDefinition = newRootBeanDefinition(getAdviceClass(adviceElement, parserContext));
   adviceDefinition.setSource(parserContext.extractSource(adviceElement));
       adviceDefinition.getPropertyValues().add(ASPECT_NAME_PROPERTY, aspectName);
   adviceDefinition.getPropertyValues().add(DECLARATION_ORDER_PROPERTY, order);
   if(adviceElement.hasAttribute(RETURNING)) {
       adviceDefinition.getPropertyValues().add(
               RETURNING_PROPERTY, adviceElement.getAttribute(RETURNING));
   }
   if(adviceElement.hasAttribute(THROWING)) {
       adviceDefinition.getPropertyValues().add(
               THROWING_PROPERTY, adviceElement.getAttribute(THROWING));
   }
   if(adviceElement.hasAttribute(ARG_NAMES)) {
       adviceDefinition.getPropertyValues().add(
               ARG_NAMES_PROPERTY, adviceElement.getAttribute(ARG_NAMES));
   }
   ConstructorArgumentValues cav = adviceDefinition.getConstructorArgumentValues();
   cav.addIndexedArgumentValue(METHOD_INDEX, methodDef);
   Object pointcut = parsePointcutProperty(adviceElement, parserContext);
   if(pointcutinstanceofBeanDefinition) {
       cav.addIndexedArgumentValue(POINTCUT_INDEX, pointcut);
       beanDefinitions.add((BeanDefinition) pointcut);
   }
   elseif(pointcut instanceofString) {
       RuntimeBeanReference pointcutRef = newRuntimeBeanReference((String) pointcut);
       cav.addIndexedArgumentValue(POINTCUT_INDEX, pointcutRef);
       beanReferences.add(pointcutRef);
   }
   cav.addIndexedArgumentValue(ASPECT_INSTANCE_FACTORY_INDEX, aspectFactoryDef);
   returnadviceDefinition;
}

首先可以看到，创建的AbstractBeanDefinition实例是RootBeanDefinition，这和普通Bean创建的实例为GenericBeanDefinition不同。然后进入第6行的getAdviceClass方法看一下：

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privateClass getAdviceClass(Element adviceElement, ParserContext parserContext) {
   String elementName = parserContext.getDelegate().getLocalName(adviceElement);
   if(BEFORE.equals(elementName)) {
       returnAspectJMethodBeforeAdvice.class;
   }
   elseif(AFTER.equals(elementName)) {
       returnAspectJAfterAdvice.class;
   }
   elseif(AFTER_RETURNING_ELEMENT.equals(elementName)) {
       returnAspectJAfterReturningAdvice.class;
   }
   elseif(AFTER_THROWING_ELEMENT.equals(elementName)) {
       returnAspectJAfterThrowingAdvice.class;
   }
   elseif(AROUND.equals(elementName)) {
       returnAspectJAroundAdvice.class;
   }
   else{
       thrownewIllegalArgumentException("Unknown advice kind [" + elementName + "].");
   }
}

既然创建Bean定义，必然该Bean定义中要对应一个具体的Class，不同的切入方式对应不同的Class：

before对应AspectJMethodBeforeAdvice
After对应AspectJAfterAdvice
after-returning对应AspectJAfterReturningAdvice
after-throwing对应AspectJAfterThrowingAdvice
around对应AspectJAroundAdvice

createAdviceDefinition方法剩余逻辑没什么，就是判断一下标签里面的属性并设置一下相应的值而已，至此<aop:before>、<aop:after>两个标签对应的AbstractBeanDefinition就创建出来了。

AOP Bean定义加载——将名为adviceDef的RootBeanDefinition转换成名为advisorDefinition的RootBeanDefinition

下面我们看一下第二步的操作，将名为adviceDef的RootBeanD转换成名为advisorDefinition的RootBeanDefinition，跟一下上面一部分ConfigBeanDefinitionParser类parseAdvice方法的第26行~32行的代码：

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RootBeanDefinition advisorDefinition = newRootBeanDefinition(AspectJPointcutAdvisor.class);
advisorDefinition.setSource(parserContext.extractSource(adviceElement));
advisorDefinition.getConstructorArgumentValues().addGenericArgumentValue(adviceDef);
if(aspectElement.hasAttribute(ORDER_PROPERTY)) {
   advisorDefinition.getPropertyValues().add(
           ORDER_PROPERTY, aspectElement.getAttribute(ORDER_PROPERTY));
}

这里相当于将上一步生成的RootBeanDefinition包装了一下，new一个新的RootBeanDefinition出来，Class类型是org.springframework.aop.aspectj.AspectJPointcutAdvisor。

第4行~第7行的代码是用于判断<aop:aspect>标签中有没有”order”属性的，有就设置一下，”order”属性是用来控制切入方法优先级的。

AOP Bean定义加载——将BeanDefinition注册到DefaultListableBeanFactory中

最后一步就是将BeanDefinition注册到DefaultListableBeanFactory中了，代码就是前面ConfigBeanDefinitionParser的parseAdvice方法的最后一部分了：

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...
// register the final advisor
parserContext.getReaderContext().registerWithGeneratedName(advisorDefinition);
...

跟一下registerWithGeneratedName方法的实现：

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publicString registerWithGeneratedName(BeanDefinition beanDefinition) {
   String generatedName = generateBeanName(beanDefinition);
   getRegistry().registerBeanDefinition(generatedName, beanDefinition);
   returngeneratedName;
}

第2行获取注册的名字BeanName，和<bean>的注册差不多，使用的是Class全路径+”#”+全局计数器的方式，其中的Class全路径为org.springframework.aop.aspectj.AspectJPointcutAdvisor，依次类推，每一个BeanName应当为org.springframework.aop.aspectj.AspectJPointcutAdvisor#0、org.springframework.aop.aspectj.AspectJPointcutAdvisor#1、org.springframework.aop.aspectj.AspectJPointcutAdvisor#2这样下去。

第3行向DefaultListableBeanFactory中注册，BeanName已经有了，剩下的就是Bean定义，Bean定义的解析流程之前已经看过了，就不说了。

AOP Bean定义加载——AopNamespaceHandler处理<aop:pointcut>流程

回到ConfigBeanDefinitionParser的parseAspect方法：

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privatevoidparseAspect(Element aspectElement, ParserContext parserContext) {
       ... 
       AspectComponentDefinition aspectComponentDefinition = createAspectComponentDefinition(
               aspectElement, aspectId, beanDefinitions, beanReferences, parserContext);
       parserContext.pushContainingComponent(aspectComponentDefinition);
       List<Element> pointcuts = DomUtils.getChildElementsByTagName(aspectElement, POINTCUT);
       for(Element pointcutElement : pointcuts) {
           parsePointcut(pointcutElement, parserContext);
       }
       parserContext.popAndRegisterContainingComponent();
   }
   finally{
       this.parseState.pop();
   }
}

省略号部分表示是解析的是<aop:before>、<aop:after>这种标签，上部分已经说过了，就不说了，下面看一下解析<aop:pointcut>部分的源码。

第5行~第7行的代码构建了一个Aspect标签组件定义，并将Apsect标签组件定义推到ParseContext即解析工具上下文中，这部分代码不是关键。

第9行的代码拿到所有<aop:aspect>下的pointcut标签，进行遍历，由parsePointcut方法进行处理：

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privateAbstractBeanDefinition parsePointcut(Element pointcutElement, ParserContext parserContext) {
   String id = pointcutElement.getAttribute(ID);
   String expression = pointcutElement.getAttribute(EXPRESSION);
   AbstractBeanDefinition pointcutDefinition = null;
   try{
       this.parseState.push(newPointcutEntry(id));
       pointcutDefinition = createPointcutDefinition(expression);
       pointcutDefinition.setSource(parserContext.extractSource(pointcutElement));
       String pointcutBeanName = id;
       if(StringUtils.hasText(pointcutBeanName)) {
           parserContext.getRegistry().registerBeanDefinition(pointcutBeanName, pointcutDefinition);
       }
       else{
           pointcutBeanName = parserContext.getReaderContext().registerWithGeneratedName(pointcutDefinition);
       }
       parserContext.registerComponent(
               newPointcutComponentDefinition(pointcutBeanName, pointcutDefinition, expression));
   }
   finally{
       this.parseState.pop();
   }
   returnpointcutDefinition;
}

第2行~第3行的代码获取<aop:pointcut>标签下的”id”属性与”expression”属性。

第8行的代码推送一个PointcutEntry，表示当前Spring上下文正在解析Pointcut标签。

第9行的代码创建Pointcut的Bean定义，之后再看，先把其他方法都看一下。

第10行的代码不管它，最终从NullSourceExtractor的extractSource方法获取Source，就是个null。

第12行~第18行的代码用于注册获取到的Bean定义，默认pointcutBeanName为<aop:pointcut>标签中定义的id属性：

如果<aop:pointcut>标签中配置了id属性就执行的是第13行~第15行的代码，pointcutBeanName=id
如果<aop:pointcut>标签中没有配置id属性就执行的是第16行~第18行的代码，和Bean不配置id属性一样的规则，pointcutBeanName=org.springframework.aop.aspectj.AspectJExpressionPointcut#序号（从0开始累加）

第20行~第21行的代码向解析工具上下文中注册一个Pointcut组件定义

第23行~第25行的代码，finally块在<aop:pointcut>标签解析完毕后，让之前推送至栈顶的PointcutEntry出栈，表示此次<aop:pointcut>标签解析完毕。

最后回头来一下第9行代码createPointcutDefinition的实现，比较简单：

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protectedAbstractBeanDefinition createPointcutDefinition(String expression) {
   RootBeanDefinition beanDefinition = newRootBeanDefinition(AspectJExpressionPointcut.class);
   beanDefinition.setScope(BeanDefinition.SCOPE_PROTOTYPE);
   beanDefinition.setSynthetic(true);
   beanDefinition.getPropertyValues().add(EXPRESSION, expression);
   returnbeanDefinition;
}

关键就是注意一下两点：

<aop:pointcut>标签对应解析出来的BeanDefinition是RootBeanDefinition，且RootBenaDefinitoin中的Class是org.springframework.aop.aspectj.AspectJExpressionPointcut
<aop:pointcut>标签对应的Bean是prototype即原型的

这样一个流程下来，就解析了<aop:pointcut>标签中的内容并将之转换为RootBeanDefintion存储在Spring容器中。

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