AOP是什么

为什么要区分J2EE容器和J2EE应用系统?

  我们知道,J2EE应用系统只有部署在J2EE容器中才能运行,那么为什么划分为J2EE容器和J2EE应用系统? 通过对J2EE容器运行机制的分析(见我的电子教材“EJB实用原理”),我们可以发现:实际上J2EE容器分离了一般应用系统的一些通用功能,例如事务机制、安全机制以及对象池或线程池等性能优化机制。

  这些功能机制是每个应用系统几乎都需要的,因此可以从具体应用系统中分离出来,形成一个通用的框架平台,而且,这些功能机制的设计开发有一定难度,同时运行的稳定性和快速性都非常重要,必须经过长时间调试和运行经验积累而成,因此,形成了专门的J2EE容器服务器产品,如Tomcat JBoss、Websphere、WebLogic等。

  从J2EE系统划分为J2EE容器和J2EE应用系统两个方面,我们已经看到一种分散关注的思路(separation of concerns)。

分散关注

  将通用需求功能从不相关类之中分离出来;同时,能够使得很多类共享一个行为,一旦行为发生变化,不必修改很多类,只要修改这个行为就可以。

   AOP就是这种实现分散关注的编程方法,它将“关注”封装在“方面”中。

AOP是什么?

  AOP是OOP的延续,是Aspect Oriented Programming的缩写,意思是面向方面编程。AOP实际是GoF设计模式的延续,设计模式孜孜不倦追求的是调用者和被调用者之间的解耦,AOP可以说也是这种目标的一种实现。

  举例:假设有在一个应用系统中,有一个共享的数据必须被并发同时访问,首先,将这个数据封装在数据对象中,称为Data Class,同时,将有多个访问类,专门用于在同一时刻访问这同一个数据对象。

  为了完成上述并发访问同一资源的功能,需要引入锁Lock的概念,也就是说,某个时刻,当有一个访问类访问这个数据对象时,这个数据对象必须上锁Locked,用完后就立即解锁unLocked,再供其它访问类访问。

  使用传统的编程习惯,我们会创建一个抽象类,所有的访问类继承这个抽象父类,如下:

abstract class Worker{

  abstract void locked();
  abstract void accessDataObject();
  abstract void unlocked();

}


  缺点:
  • accessDataObject()方法需要有“锁”状态之类的相关代码。
  • Java只提供了单继承,因此具体访问类只能继承这个父类,如果具体访问类还要继承其它父类,比如另外一个如Worker的父类,将无法方便实现。
  • 重用被打折扣,具体访问类因为也包含“锁”状态之类的相关代码,只能被重用在相关有“锁”的场合,重用范围很窄。

    仔细研究这个应用的“锁”,它其实有下列特性:
  • “锁”功能不是具体访问类的首要或主要功能,访问类主要功能是访问数据对象,例如读取数据或更改动作。
  • “锁”行为其实是和具体访问类的主要功能可以独立、区分开来的。
  • “锁”功能其实是这个系统的一个纵向切面,涉及许多类、许多类的方法。如下图:

  因此,一个新的程序结构应该是关注系统的纵向切面,例如这个应用的“锁”功能,这个新的程序结构就是aspect(方面)

  在这个应用中,“锁”方面(aspect)应该有以下职责:

  提供一些必备的功能,对被访问对象实现加锁或解锁功能。以保证所有在修改数据对象的操作之前能够调用lock()加锁,在它使用完成后,调用unlock()解锁。

AOP应用范围

  很明显,AOP非常适合开发J2EE容器服务器,目前JBoss 4.0正是使用AOP框架进行开发。
  具体功能如下:
Authentication 权限
Caching 缓存
Context passing 内容传递
Error handling 错误处理
Lazy loading 懒加载
Debugging  调试
logging, tracing, profiling and monitoring 记录跟踪 优化 校准
Performance optimization 性能优化
Persistence  持久化
Resource pooling 资源池
Synchronization 同步
Transactions 事务

AOP有必要吗?

  当然,上述应用范例在没有使用AOP情况下,也得到了解决,例如JBoss 3.XXX也提供了上述应用功能,但是没有使用AOP。

  但是,使用AOP可以让我们从一个更高的抽象概念来理解软件系统,AOP也许提供一种有价值的工具。可以这么说:因为使用AOP结构,现在JBoss 4.0的源码要比JBoss 3.X容易理解多了,这对于一个大型复杂系统来说是非常重要的。

  从另外一个方面说,好像不是所有的人都需要关心AOP,它可能是一种架构设计的选择,如果选择J2EE系统,AOP关注的上述通用方面都已经被J2EE容器实现了,J2EE应用系统开发者可能需要更多地关注行业应用方面aspect。


AOP具体实现

  AOP是一个概念,并没有设定具体语言的实现,它能克服那些只有单继承特性语言的缺点(如Java) 

 
### AOP的概念 AOP(Aspect-Oriented Programming,面向切面编程)是一种编程范式,旨在通过分离横切关注点来增加模块性[^5]。横切关注点是指那些在多个模块中重复出现但又不属于核心业务逻辑的功能,例如日志记录、事务管理、安全性等。这些功能通常需要在多个地方实现,但如果直接嵌入到业务代码中,会导致代码的耦合性和复杂度增加。 AOP的核心思想是将这些横切关注点从核心业务逻辑中分离出来,使得程序具有更高的模块化特性[^1]。通过这种方式,可以减少代码冗余,提高代码的可维护性和可扩展性。 ### AOP的实现方式 AOP的实现主要包括两个关键部分:**切入点(Pointcut)**和**通知(Advice)**。切入点定义了哪些代码需要被修改,而通知则定义了在这些代码处需要执行的额外行为[^5]。 - **切入点(Pointcut)**:指定程序中的哪些位置需要应用切面逻辑。例如,“当函数名称以’set’开头时”。 - **通知(Advice)**:定义在切入点处要执行的操作。例如,在方法调用前后记录日志。 此外,AOP的实现还需要一个**织入(Weave)**过程,即将AOP组件集成到OOP组件中。根据织入的时间,AOP可以分为静态织入和动态织入两种形式[^3]。 ### AOP的用途 AOP的主要用途包括但不限于以下几个方面: 1. **日志记录**:通过AOP可以在不修改业务代码的情况下,为方法调用添加日志记录功能[^5]。 2. **事务管理**:在数据库操作中,使用AOP可以统一管理事务的开启、提交和回滚,而无需在每个方法中显式编写事务代码。 3. **权限控制**:通过AOP可以在方法调用前检查用户权限,从而实现细粒度的安全控制[^5]。 4. **性能监控**:使用AOP可以监控方法的执行时间,帮助开发者分析系统性能瓶颈。 5. **异常处理**:通过AOP可以在方法抛出异常时执行统一的异常处理逻辑,避免在每个方法中重复编写异常处理代码[^5]。 以下是一个简单的AOP示例,展示了如何通过AOP实现日志记录功能: ```java @Aspect public class LoggingAspect { @Before("execution(* com.example.service.*.*(..))") public void logBefore(JoinPoint joinPoint) { System.out.println("Method " + joinPoint.getSignature().getName() + " is called."); } @AfterReturning(pointcut = "execution(* com.example.service.*.*(..))", returning = "result") public void logAfterReturning(JoinPoint joinPoint, Object result) { System.out.println("Method " + joinPoint.getSignature().getName() + " returned with value " + result); } } ``` ### AOP的优势 - **提高代码复用性**:通过将横切关注点集中管理,减少了重复代码的编写。 - **增强模块化**:将业务逻辑与非业务逻辑分离,提高了代码的清晰度和可维护性。 - **降低耦合度**:通过AOP,可以在不修改原有代码的情况下添加新功能,降低了模块之间的依赖。
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