什么是AOP

AOP为Aspect Oriented Programming的缩写,意为:面向方法编程,可以通过预编译方式和运行期动态代理实现在不修改源代码的情况下给程序动态统一添加功能的一种技术。

AOP是OOP的延续。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),目前AOP具体实现有以下几个项目:

AspectJ (TM): 创建于Xerox PARC. 有近十年历史,成熟

缺点:过于复杂;破坏封装;需要专门的Java编译器。

动态AOP:使用JDK的动态代理API或字节码Bytecode处理技术。

基于动态代理API的具体项目有:

JBoss 4.0 JBoss 4.0服务器

nanning 这是以中国南宁命名的一个项目,搞不清楚为什么和中国相关?是中国人发起的?

基于字节码的项目有:

aspectwerkz

spring ?
 
<think>首先,用户的问题是:“我想理解AOP切面编程的概念 请问什么是面向切面编程(AOP)及其工作原理”。我需要基于系统级指令和用户可见层的要求来回答。 系统级指令: 1. 所有行内数学表达式使用 `$...$` 格式。 2. 独立公式使用 `$$...$$` 格式并单独成段。 3. LaTeX语法正确。 4. 使用中文回答。 5. 生成相关问题。 6. 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,例如:[^1]。 用户可见层: 1. 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 2. 尽量保证回答真实可靠。 3. 参考站内引用:提供了几个引用片段,我需要引用它们。 提供的引用: - 引用[1]:关于AOP的切面定义和代码示例。 - 引用[2]:关于安全性管理中AOP的应用。 - 引用[3]:关于AOP的典型应用场景和核心知识点。 - 引用[4]:关于AOP的主要作用和装饰器实现。 用户的问题是关于AOP的概念和工作原理。我需要结构化我的回答: - 先解释什么是AOP(面向切面编程)。 - 然后解释其工作原理。 - 在适当的地方引用提供的片段。 - 最后,生成相关问题。 结构: 1. **引言**:简要介绍AOP。 2. **概念解释**:详细解释AOP是什么。 3. **工作原理**:描述AOP如何工作。 4. **应用场景**:基于引用,讨论AOP的应用。 5. **引用**:自然地添加引用标识。 6. **相关问题**:在最后生成相关问题。 确保使用中文回答。 现在,关于LaTeX:用户的问题中没有数学表达式,所以我可能不需要使用数学格式。但系统指令说“所有行内数学表达式必须使用”,但在这个上下文中,可能没有数学内容。如果有,我会用`$...$`。例如,如果有变量或方程。 在AOP中,通常没有数学表达式,所以我可以专注于文本。 生成相关问题:在回答结束时,添加一个“相关问题”部分,类似于示例。 引用标识:当引用时,在段落末尾添加[^1]等。例如,如果我从引用[1]中取内容,就在结尾加[^1]。 关键点: - AOP是什么:面向切面编程是一种编程范式,用于处理横切关注点(如日志、安全、事务),将它们与业务逻辑分离。 - 工作原理:基于代理模式,使用切面(Aspect)来定义通知(Advice)和切入点(Pointcut),在运行时织入(Weaving)代码。 参考提供的引用: - 引用[1]:展示了切面的定义和代码示例。 - 引用[2]:讨论了安全性管理。 - 引用[3]:提到AOP的典型应用场景。 - 引用[4]:解释了主要作用和装饰器实现。 在回答中,我可以这样引用: - 当解释切面时,引用[1]。 - 当讨论应用时,引用[2]和[3]。 - 当解释核心概念时,引用[4]。 回答结构: 1. **什么是AOP?**:定义AOP,解释其目的。 2. **AOP的工作原理**:描述核心组件(切面、通知、切入点、织入)。 3. **AOP的应用场景**:列出常见应用。 4. **总结**:简要重述。 5. **相关问题**:生成2-3个相关问题。 最后,生成相关问题:例如: 1. AOP与OOP的区别是什么? 2. 如何在Spring中实现AOP? 3. AOP的优缺点有哪些? 确保回答真实可靠:基于标准AOP知识。</think>### 什么是面向切面编程(AOP)及其工作原理 面向切面编程(AOP,Aspect-Oriented Programming)是一种编程范式,旨在解决软件开发中的“横切关注点”(cross-cutting concerns)问题。这些关注点(如日志记录、安全控制、事务管理)通常散布在多个模块中,与核心业务逻辑耦合度高,导致代码重复和维护困难。AOP通过将这些关注点模块化为独立的“切面”,实现与业务逻辑的解耦,从而提高代码的可重用性和可维护性[^4]。例如,在一个订单处理系统中,日志记录和安全检查可以独立于下单逻辑实现,避免代码冗余。 #### AOP的核心概念 - **切面(Aspect)**:封装横切关注点的模块,包含通知(Advice)和切入点(Pointcut)。例如,引用[1]中展示了切面的定义:`@Aspect`注解标识一个类为切面类,其中`@Pointcut`指定切入点表达式,用于匹配目标方法(如`BookDao.update()`)。 - **通知(Advice)**:切面中定义的行为,在目标方法执行前后触发。常见类型包括: - `@Before`:方法执行前触发。 - `@After`:方法执行后触发。 - `@Around`:包裹整个方法执行。 - **切入点(Pointcut)**:通过表达式(如`execution(void com.dao.BookDao.update())`)指定哪些方法需要被切面织入。 - **织入(Weaving)**:将切面应用到目标对象的过程,通常在编译时或运行时实现。例如,Spring AOP使用动态代理机制在运行时织入代码[^1]。 #### AOP的工作原理 AOP的工作原理基于代理模式和代码织入,具体步骤如下: 1. **定义切面**:开发者创建一个切面类,包含通知和切入点。例如,引用[1]中的代码示例:切面`MyAdvice`定义了`@Before`通知,在`BookDao.update()`方法执行前打印时间戳。 2. **配置织入**:在框架(如Spring)中,通过`@EnableAspectJAutoProxy`开启AOP功能,容器自动扫描切面类并创建代理对象[^1]。当目标方法被调用时,代理对象拦截调用。 3. **执行通知**:代理对象根据切入点匹配,在目标方法执行前、后或周围插入通知逻辑。例如: - 在方法执行前,进行安全验证(如权限检查)。 - 在方法执行后,记录日志或统计性能。 4. **解耦业务逻辑**:横切关注点被独立处理,不侵入核心代码。如引用[2]所述,这提高了安全性管理的可读性,因为安全代码不再与业务逻辑强耦合。 AOP的核心优势在于其“非侵入性”——业务代码无需修改即可增强功能。Spring AOPAOP的一种实现,它基于动态代理(JDK代理或CGLIB),但只支持方法级别的织入,不支持属性增强[^3]。 #### AOP的典型应用场景 AOP广泛应用于以下场景,确保代码的模块化和可维护性: - **日志记录**:统一记录方法调用信息,避免在每个方法中重复代码。 - **性能统计**:测量方法执行时间,用于优化。 - **安全控制**:在方法执行前进行权限验证,如引用[2]所述,安全性管理被解耦,减少系统漏洞风险。 - **事务管理**:自动处理数据库事务的开启和提交。 - **异常处理**:统一捕获和处理异常,避免冗余的try-catch块[^3][^4]。 总之,AOP通过切面机制将横切关注点模块化,工作原理依赖于代理和织入技术,显著提升了软件系统的灵活性和可维护性。在实际框架(如Spring)中,AOP的实现简单高效,但需注意其局限性,例如无法处理类或属性的增强[^3]。
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