SpringAOP实现源码解读

3）ConfigAOP

Spring注解式配置类

package cn.com.tuling.openclass.config;

import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import org.springframework.context.annotation.EnableAspectJAutoProxy;

@Configuration//声明当前类为Spring注解配置类

@EnableAspectJAutoProxy//支持AspectJ注解

@ComponentScan(basePackages=“cn.com.tuling.openclass”)//自动扫描组件路径

public class ConfigAOP {

}

4）TestAOP，测试类

package cn.com.tuling.openclass.service;

import org.junit.Test;

import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

import cn.com.tuling.openclass.config.ConfigAOP;

public class TestAOP {

@Test

public void test01(){

// 初始化注解式IOC容器

AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(ConfigAOP.class);

// 从容器中获取PowerService实例

IPowerService powerService = (IPowerService)ctx.getBean(IPowerService.class);

// 调用PowerService的login方法

boolean bool = powerService.login(“zhangsan”, “123”);

// 关闭IOC容器

ctx.close();

}

}

运行TestAOP里面的test01方法，运行如下日志：

我们在TestAOP的test01方法中，只是调用了IPowerService的login方法，却在它前后输出了每个通知的打印，说明已经基于Spring的AOP，完成了通知到目标切入点的织入。

02

AOP关键注解@EnableAspectJAutoProxy

通过调整我们前面的ConfigAOP类的代码，我们能感觉到，如果注释掉ConfigAOP类上面的@EnableAspectJAutoProxy，运行TestAOP的test01方法的时候，将看不到通知织入的效果（只会执行PowerServiceImpl中的login方法，不会执行LogServiceImpl中对应的通知方法），说明@EnableAspectJAutoProxy注解里面，定义了SpringAOP织入通知的关键信息，这信息是什么呢，我们来研究@EnableAspectJAutoProxy的源码。

package org.springframework.context.annotation;

import java.lang.annotation.Documented;

import java.lang.annotation.ElementType;

import java.lang.annotation.Retention;

import java.lang.annotation.RetentionPolicy;

import java.lang.annotation.Target;

/**

@EnableAspectJAutoProxy有两个属性：

1）proxyTargetClass 指定是否使用CGLIB的方式创建实现接口的目标对象的代理。缺省值为false，使用JDK方式创建接口对象的代理

exposeProxy 标记代理对象是否应该被aop框架通过AopContext以ThreadLocal的形式暴露出去。当一个代理对象需要调用它自己的另外一个代理方法时，这个属性将非常有用。默认是是false，以避免不必要的拦截。
exposeProxy属性的使用案例，请查看另外一个专题（《坑、坑、坑，同一个类中的切入方法无效！》），这里就不重复了。

通观前面的代码，没有哪个地方有描述怎么样实现AOP，不过有发现红色代码行，从名字上就同咱们的目标AOP(AspectJ切面)有关系，我们跟进去，看AspectJAutoProxyRegistrar类源代码如下：

package org.springframework.context.annotation;

import org.springframework.aop.config.AopConfigUtils;

import org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionRegistry;

import org.springframework.core.annotation.AnnotationAttributes;

import org.springframework.core.type.AnnotationMetadata;

/**

public abstract class AopConfigUtils {

… …

@Nullable

public static BeanDefinition registerAspectJAutoProxyCreatorIfNecessary(BeanDefinitionRegistry registry) {

return registerAspectJAutoProxyCreatorIfNecessary(registry, null);

}

@Nullable

public static BeanDefinition registerAspectJAutoProxyCreatorIfNecessary(BeanDefinitionRegistry registry,

@Nullable Object source) {

return registerOrEscalateApcAsRequired(AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator.class, registry, source);

}

… …

}

跟到AopConfigUtils源代码中，我们发现最终会调用红色标记部分的代码，该行代码的作用，是在容器中注册一个AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator类。

到这里，我们就找到了SpringAOP中，创建目标对象的代理对象的源（作俑者）。这个作俑者是在@EnableAspectJAutoProxy中告知Spring IOC容器的，也就是说，通过@EnableAspectJAutoProxy注解，通知Spring容器在需要的时候，使用AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator对象创建目标的代理对象，实现通知的织入（实现AOP）。

03

AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator类静态源码分析

作用：

代码层次：

AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator

->AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator

->AbstractAdvisorAutoProxyCreator

->AbstractAutoProxyCreator

->ProxyProcessorSupport

implements SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor, BeanFactoryAware（自动装配Bean）

SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor

->InstantiationAwareBeanPostProcessor

->BeanPostProcessor(后置处理器)

后置处理器：Spring中重要组件，在IOC容器初始化过程中，加入新的功能

自动装配Bean（Aware）：给目标对象提供一个获取系统对象的接口

代码功能：

bstractAutoProxyCreator.setBeanFactory(BeanFactory)//Aware，获取Spring的BeanFactory对象

AbstractAutoProxyCreator.postProcessBeforeInstantiation()//后置处理器添加初始化前置功能
判断advisedBeans里面是否有包含当前beanName，是否是基础注解类，如果包含或是基类，返回null
否则就创建目标对象的代理对象
AbstractAdvisorAutoProxyCreator.setBeanFactory()
super.setBeanFactory()
initBeanFactory()// 模板方法
AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator.initBeanFactory()
super.initBeanFactory()
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04

AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的实例化和注册

到现在，我们根据源代码的摸索，基本上找到了实现AOP的关键类AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator，那这个类的对象什么时候实例化，又在什么时候创建的AOP代理对象的呢？能回答出这个问题，咱们的AOP原理是不是就搞定了。

接下来我们先研究AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator对象的创建过程。

我们在TestAOP的test01方法里的AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(ConfigAOP.class);代码上，添加一个debug，用debug的方式，跟进代码，历经如下：

AnnotationConfigApplicationContext.AnnotationConfigApplicationContext(Class … annotatedClasses)

->AbstractApplicationContext.refresh()

refresh方法的代码如下：

// 初始化容器上下文（比如容器启动时间等）

prepareRefresh();

// 创建beanFactory容器对象，以前有销毁再创建，以前没有，创一个新对象

ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

// 初始化beanFactory.（类加载器、Application…Processor、Aware、环境对象等）

prepareBeanFactory(beanFactory);

try {

// 模板方法，在Bean定义加载完后，为子类提供一个可以修改BeanFactory的入口

postProcessBeanFactory(beanFactory);

// 调用注册在容器中的BeanFactory处理器

invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

// 注册Bean后置处理器，这些处理器会在创建Bean对象的时候被调用

registerBeanPostProcessors(beanFactory);

// 初始化资源

initMessageSource();

// 初始化容器的事件广播器

initApplicationEventMulticaster();

// 模板方法，给子类提供一个在容器中实例化其他特殊bean的机会

onRefresh();

// 检测并注册监听器

registerListeners();

// 实例化其他的非延时加载的单例对象.

finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

// 发布容器事件

finishRefresh();

}

… …

通过查看AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator的父类和实现类，我们可以发现AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator实际上是一个BeanPostProcessor子类，所以在Spring中，是在refresh方法中标红语句（registerBeanPostProcessors）的方法中完成的。我们debug到registerBeanPostProcessors方法中去，路径如下：

AnnotationConfigApplicationContext(AbstractApplicationContext).refresh() line: 535

->AnnotationConfigApplicationContext(AbstractApplicationContext).registerBeanPostProcessors(ConfigurableListableBeanFactory) line: 710
->PostProcessorRegistrationDelegate.registerBeanPostProcessors(ConfigurableListableBeanFactory, AbstractApplicationContext) line: 189
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PostProcessorRegistrationDelegate.registerBeanPostProcessors(ConfigurableListableBeanFactory,

AbstractApplicationContext)方法的代码如下：

String[] postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanPostProcessor.class, true, false);

// Register BeanPostProcessorChecker that logs an info message when

// a bean is created during BeanPostProcessor instantiation, i.e. when

// a bean is not eligible for getting processed by all BeanPostProcessors.

int beanProcessorTargetCount = beanFactory.getBeanPostProcessorCount() + 1 + postProcessorNames.length;

beanFactory.addBeanPostProcessor(new BeanPostProcessorChecker(beanFactory, beanProcessorTargetCount));

// Separate between BeanPostProcessors that implement PriorityOrdered,

// Ordered, and the rest.

List priorityOrderedPostProcessors = new ArrayList<>();

List internalPostProcessors = new ArrayList<>();

List orderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();

List nonOrderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();

for (String ppName : postProcessorNames) {

if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {

BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);

priorityOrderedPostProcessors.add(pp);

if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {

internalPostProcessors.add(pp);

}

}

else if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) {

orderedPostProcessorNames.add(ppName);

}

else {

nonOrderedPostProcessorNames.add(ppName);

}

}

// First, register the BeanPostProcessors that implement PriorityOrdered.

sortPostProcessors(priorityOrderedPostProcessors, beanFactory);

registerBeanPostProcessors(beanFactory, priorityOrderedPostProcessors);

// Next, register the BeanPostProcessors that implement Ordered.

List orderedPostProcessors = new ArrayList<>();

for (String ppName : orderedPostProcessorNames) {

BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);①

orderedPostProcessors.add(pp);

if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {

internalPostProcessors.add(pp);

}

}

sortPostProcessors(orderedPostProcessors, beanFactory);

registerBeanPostProcessors(beanFactory, orderedPostProcessors);②

// Now, register all regular BeanPostProcessors.

List nonOrderedPostProcessors = new ArrayList<>();

for (String ppName : nonOrderedPostProcessorNames) {

BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);

nonOrderedPostProcessors.add(pp);

if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {

internalPostProcessors.add(pp);

}

}

registerBeanPostProcessors(beanFactory, nonOrderedPostProcessors);

// Finally, re-register all internal BeanPostProcessors.

sortPostProcessors(internalPostProcessors, beanFactory);

registerBeanPostProcessors(beanFactory, internalPostProcessors);

// Re-register post-processor for detecting inner beans as ApplicationListeners,

// moving it to the end of the processor chain (for picking up proxies etc).

beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationListenerDetector(applicationContext));

上面的代码，大概思路是这样的：

1）获取容器中的所有BeanPostProcessor的beanName，也就是咱们在Spring容器中注册bean时的id或name

2）根据BeanPostProcessor是否实现了PriorityOrdered、Ordered、普通BeanPostProcessor对Processor进行分类

3）按PriorityOrdered、Ordered、普通种类的顺序，初始化并注册对应的BeanPostProcessor

我们可以查看一下AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的父类，会发现它是实现了Ordered接口的（实际上ProiorityOrdered也是Ordered的子类），所以AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator对象是在上面红色标记的①代码实例化的，在②代码注册到beanFactory中的。其中beanFactory.getBean(…)方法，是Spring获取对象的统一方式，详细过程，我们在后面进行代码跟踪，这里咱们暂时记住getBean方法里面，完成了AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator对象的创建，并通过②代码完成了AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的注册（在容器中创建了对象，并且保存下来，beanName是org.springframework.aop.config.internalAutoProxyCreator）

05

AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator创建目标代理对象

前面我们了解了Spring创建和注册AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator对象的过程，在这小节，我们将研究Spring是怎样使用注册好的AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator对象创建AOP代理对象的。

在我们的案例中，PowerServiceImpl对象是要织入通知的目标对象，接下来我们跟踪PowerServiceImpl对象的实例化和创建AOP代理对象的过程。

跟踪第4小节，AbstractApplicationContext.refresh()方法中的finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);代码（PowerServiceImpl属于非延时加载的代理对象，所以在这行代码里面完成实例化）

因为AOP的代理创建，是在SpringIOC容器初始化的时候实现的，为了方便找到PowerServiceImpl的AOP代理对象的创建代码，我们在TestAOP的test01方法里的AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(ConfigAOP.class);代码上，添加一个debug，用debug的方式，跟进代码，历经如下：

AnnotationConfigApplicationContext.<init>(Class<?>...) line: 88
->AbstractApplicationContext.refresh() line: 550
->AbstractApplicationContext.finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory) line: 869
->DefaultListableBeanFactory.preInstantiateSingletons() line: 728
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DefaultListableBeanFactory.

preInstantiateSingletons()方法的代码块如下：

if (this.logger.isDebugEnabled()) {

this.logger.debug("Pre-instantiating singletons in " + this);

}

// Iterate over a copy to allow for init methods which in turn register new bean definitions.

// While this may not be part of the regular factory bootstrap, it does otherwise work fine.

List beanNames = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames);

// 触发所有非延时加载的单例对象的实例化

for (String beanName : beanNames) {

RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);

if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {

if (isFactoryBean(beanName)) {

Object bean = getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);

if (bean instanceof FactoryBean) {

final FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) bean;

boolean isEagerInit;

if (System.getSecurityManager() != null && factory instanceof SmartFactoryBean) {

isEagerInit = AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction)

((SmartFactoryBean<?>) factory)::isEagerInit,

getAccessControlContext());

}

else {

isEagerInit = (factory instanceof SmartFactoryBean &&

((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit());

}

if (isEagerInit) {

getBean(beanName);①

}

}

}

else {

getBean(beanName);

}

}

}

// 触发所有对应bean初始化后的回调方法

for (String beanName : beanNames) {

Object singletonInstance = getSingleton(beanName);

if (singletonInstance instanceof SmartInitializingSingleton) {

final SmartInitializingSingleton smartSingleton = (SmartInitializingSingleton) singletonInstance;

if (System.getSecurityManager() != null) {

AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction) () -> {

smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();

return null;

}, getAccessControlContext());

}

else {

smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();

}

}

}

上面代码主要做两个事情：一个是实例化所有非延时加载的单例对象；一个是调用实例化对象后的回调方法。所有对象的实例化过程，都是在如上代码，红色标记语句①getBean（beanName）完成的。

为了了解AOP代理对象的创建过程，我们需要在getBean(beanName)①；上加上一个debug断点。同时考虑到每个对象都会进入这个断点，进行对象的创建，而我们只关心PowerServiceImpl对象和对应AOP代理对象的创建过程，所以我们可以在getBean()方法的断点上面，加上条件。这样只有符合条件的时候，才会在该断点停下来，方便我们debug进去。

添加条件断点的方式如下：

1）在getBean（）行代码前面，双击添加一个断点（位置很重要，注意如下图所示）

2）在断点上点击鼠标右键，选择菜单中的 Breakpoint Properties… 选项

3）点击Breakpoint Properties…选项，进入属性设置页面，选择conditional选项，同事在条件输入框中输入条件语句。如下图：

4）点击OK按钮，清除其他断点（）只留当前加上的条件断点），重新debug运行TestAOP的test01方法

从前面加上的条件断点开始，逐步debug进去，debug的线路如下（第一次debug不妨按如下的参考进行，先确定AOP对象创建的位置，回过来再了解每个过程中涉及方法的逻辑流程）：

DefaultListableBeanFactory.preInstantiateSingletons() line: 760

->AbstractBeanFactory.getBean(String) line: 199
->AbstractBeanFactory.doGetBean(String, Class<T>, Object[], boolean) line: 315
->DefaultSingletonBeanRegistry.getSingleton(String, ObjectFactory<?>) line: 228
->AbstractBeanFactory.lambda$doGetBean$0(String, RootBeanDefinition, Object[]) line: 317
->AbstractAutowireCapableBeanFactory.createBean(String, RootBeanDefinition, Object[]) line: 501
->AbstractAutowireCapableBeanFactory.doCreateBean(...) line: 579
->AbstractAutowireCapableBeanFactory.initializeBean(...) line: 1706
->AbstractAutowireCapableBeanFactory.applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(.) line: 436
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到这一步，就进入了Spring容器中，给PowerServiceImpl创建AOP代理对象的过程，前面分析@EnableAspectJAutoProxy源码的时候，咱们知道在AspectJAutoProxyRegistrar类中，有注册了一个AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator类，并且也初步告诉大家，Spring在初始化容器的时候，会根据需要，使用该类的对象，创建AOP代理对象，完成通知到目标切入点方法的织入。该动作就在AbstractAutowireCapableBeanFactory.applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(.)方法中完成的。

我们查看AbstractAutowireCapableBeanFactory.applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(.)方法里面的源代码如下：

public Object applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(Object existingBean, String beanName)

throws BeansException {

Object result = existingBean;

for (BeanPostProcessor beanProcessor : getBeanPostProcessors()) { ①

Object current = beanProcessor.postProcessAfterInitialization(result, beanName);②

if (current == null) {

return result;

}

result = current;

}

return result;

}

通过阅读上面的源代码，我们可以了解到，该代码是获取容器中所有有注册的BeanPostProcessor(Bean后置处理器)，循环的调用每个BeanPostProcessor(Bean后置处理器)的postProcessAfterInitialization方法，对当前的目标对象进行处理（beanName对应的对象）。选择上面代码①行的getBeanPostProcessors()部分代码，点击鼠标右键，选择Wath选项，如图：

点击Watch选项，进入Debug窗口的Expression视图，可以看到getBeanPostProcessors()方法能获取到的，将要遍历调用的所有Bean后置处理器，其中第四个，就是AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator，如下图：

我们循环到第四个后置处理器，继续debug进去，如：

AbstractAutowireCapableBeanFactory.applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(Object, String) line: 437

->AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator(AbstractAutoProxyCreator).postProcessAfterInitialization(…) line: 304

->AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator(AbstractAutoProxyCreator).wrapIfNecessary(... ...) line: 340
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在wrapIfNecessary(…)方法中，有如下关键代码：

// 获取要织入到beanName目标对象的切入点的所有通知

Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(bean.getClass(), beanName, null); ①

if (specificInterceptors != DO_NOT_PROXY) {

this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.TRUE);

// 创建代理对象

Object proxy = createProxy(bean.getClass(), beanName, specificInterceptors, new SingletonTargetSource(bean)); ②

this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());

return proxy;

}

其中①代码是获取要织入到目标切入点中的所有通知（拦截器对象），我们用Debug中查看变量值的方式，查看specificInterceptors中的所有拦截器对象，如图：

一共有5个通知对象，除了第一个默认通知对象外，剩下4个，都是我们再LogServiceImpl类中，有用通知注解标记后的通知对象，分别是@Before，@After，@AfterReturning和@AfterThrowing，在上图中，标记了@AfterThrowing的关键信息。

真正创建AOP代理对象，完成通知织入动作，是在②行代码，接下来我们继续从②开始Debug进去，过程如：

AbstractAutoProxyCreator.wrapIfNecessary(Object, String, Object) line: 356

->AbstractAutoProxyCreator.createProxy(Class<?>, String, Object[], TargetSource) line: 473

->ProxyFactory.getProxy(ClassLoader) line: 110
->ProxyFactory(ProxyCreatorSupport).createAopProxy() line: 105
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在ProxyCreatorSupport.createAopProxy()方法中，有对ProxyFactory中对AOP创建条件进行了判断（比如在@EnableAspectJAutoProxy注解中，是否有设置proxyTargetClass属性为true等），决定使用CGLIB还是JDK创建AOP代理对象。具体流程，请查看createAopProxy()方法中的源代码和中午注释，如：

if (config.isOptimize() || config.isProxyTargetClass() || hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config)) { ①

Class<?> targetClass = config.getTargetClass();

if (targetClass == null) {

throw new AopConfigException("TargetSource cannot determine target class: " +

“Either an interface or a target is required for proxy creation.”);

}

if (targetClass.isInterface() || Proxy.isProxyClass(targetClass)) { ①

// 返回基于JDK产生的动态代理对象

return new JdkDynamicAopProxy(config); ②

}

// 返回基于CGLIB产生的动态代理对象

return new ObjenesisCglibAopProxy(config); ③

}

else {

// 返回基于JDK产生的动态代理对象

return new JdkDynamicAopProxy(config); ④

}

我们当前的PowerServiceImpl对象，是面向接口编程的，而且也没有在@EnableAspectJAutoProxy注解中声明属性，当前代码会执行④行代码，我们继续Debug进去，路线如：

DefaultAopProxyFactory.createAopProxy(AdvisedSupport) line: 63

->ProxyFactory(ProxyCreatorSupport).createAopProxy() line: 105

->ProxyFactory.getProxy(ClassLoader) line: 110
->JdkDynamicAopProxy.getProxy(ClassLoader) line: 123
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这时候就进入了JDK里面的java.lang.reflect.Proxy类，进行SpringAOP的动态对象的创建（AOP代理对象），我们就找到了Spring中使用AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator组件，完成AOP代理对象的创建过程。

06

总结

通过前面的源代码的风险和跟踪，可以得出如下结论

1）通过在配置类上面添加@EnableAspectJAutoProxy注解，通知Spring容器支持注解AspectJ，实现面向AOP编程。

2）使用@Aspect、@Pointcut、@Before、@After、@AfterReturning、@AfterThrowing和@Arount注解，完成切面的声明，切入点的声明和各种通知的声明。

3）Spring容器中，是通过AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator对象，在目标对象初始化完后，利用BeanPostProcessor后置通知的机制，完成对目标对象的AOP对象创建。

4）AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator对象内部，是封装JDK和CGlib两个技术，实现动态代理对象创建的。

5）Spring里面，使用JDK还是CGLIB，可以在@EnableAspectJAutoProxy中设置proxyTargetClass属性指定，也可以通过Spring自己判断，目标对象类是否实现了接口，有实现接口，就使用JDK，否则就使用CGLIB。

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