面向方面编程(Aspect-OrientedProgramming,AOP)就是这样一种区别于传统编程技术的新的编程思想,最初由GregorKiczales在施乐的PaloAlto研究中心领导的一个研究小组于1997年提出。AOP正是基于方面与模块形成横切,造成代码纠结这一观察提出的,并提出了一种新的编程思路来解决这一问题。之后,AOP经由几个不同小组的努力在各自的方向上得到了发展,到目前为止,AOP仍处于发展阶段。
2.1AOP的基本思想
如前所述,造成代码纠结的原因在于传统编程技术中,软件系统中非业务功能实现的代码无法模块化,散布在实现业务功能的代码中造成的。这里,我们引入关注点(Concern)的概念,关注点就是软件系统中需要解决的问题。软件系统的业务功能组成了核心关注点(CoreConcerns),也就是软件系统要解决的问题,而诸如日志记录,事物处理等关注点就形成了横切关注点(CrosscuttingConcerns),因为,这些关注点散布在核心关注点中,相互形成了横切的关系,横切关注点也就是前面提到的方面这一概念。
有鉴于此,AOP提出的解决方法是对这两种相互横切的关注点分别进行编码,使用传统的编程语言对核心关注点编程,使用面向方面的编程语言对横切关注点,也就是方面进行编程。然后使用一种机制将这两种代码自动混合起来,形成最终的代码。在这里,面向方面的编程语言可以是已有编程语言的扩展(AspectJ,AspectC++,AspectC,AspectC#,Apostle等),或是一种新的语言,设计用于编写方面的代码(Caesar,D2AL,JasCo等)。而将两种代码混合的机制称为织入(Weaving),实现这一机制的工具称为织入器(Weaver)。因此,对方面单独编码,并通过适当的织入机制使两种代码混合,构成了AOP解决代码纠结问题的基石。
2.2织入机制
如前所述,织入是实现AOP的一个重要机制,织入的实现机制有多种,基本上可以分为两类,静态织入与动态织入。静态织入是指在业务功能代码中的适当位置,比如某段代码执行前,或执行后,将方面中的编码插入,从而形成混合的编码。方面中的编码在程序运行前,已被内联至业务功能代码中,因此,代码可以被优化,从而使织入产生的开销最小化,最终产生的混合代码,其执行速度接近为使用AOP方式编写的代码。但是,静态织入无法做到在程序运行时,根据运行上下文动态的决定插入的方面代码,动态织入则可以做到这一点。动态织入可以在程序运行时,根据上下文决定调用的方面,它们的先后顺序,增加或删除一个方面等。
而根据织入的时间,又可以分为三类,编译时,载入时,运行时。编译时织入可以在编译前进行预处理,将两种代码自动混合,将方面中的代码自动插入到功能模块代码的合适位置处,也可在编译后,对编译后的代码进行操作。载入时织入是在代码载入时,实现代码的织入。运行时织入则在运行时,根据对方法的调用执行适当的方面代码以实现织入。
以AOP的Java实现为例,包括使用反射(Reflection),基于动态代理(DynamicProxy)或其它机制的拦截框架,基于元数据(Metadata)的操作,以及类载入时对字节码的操作等。随着AOP应用的进一步推广,相信会有更多新的织入方式出现。
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