初识AOP

本文对比了OOP和AOP。OOP在处理与对象无关的公共行为时存在冗余、降低重用性等问题。AOP可将通用功能从业务类分离,减少冗余、增加重用性。还介绍了AOP的方面描述,包括动态横切和静态横切,以及方面编译和运行的不同机制。

问题的出现

        OOP通过封装,继承和多态能够将现实世界的真实实体及其相关行为进行抽象,形成一个从上到下的对象结构层次,从而达到一定的封装,重用的目的。
       但是当处理扩展到一些与对象无关的公共行为的时候,OOP就有点无能为力。比如说日志功能(如清单1),可能会散布在整个对象层次结构中,这样造成的问题是:

       冗余:很多相同的代码散布在整个系统的每个角落,会带来维护和修改的恶梦,比如要修改或替换日志功能,或者增加一项新的功能将变得异常困难。
       降低重用性:随着对象包括的公共行为的增加,业务处理逻辑变得混乱不清,对象的职责和相互之间的关系也变得难以理解,可能根本无法重用。   

java 代码
  1. public class Bussiness   
  2.   
  3. {   
  4.   
  5.   Public void process()   
  6.   
  7.   {   
  8.   
  9.        Log.debug(“start processing”);   
  10.   
  11.        //处理业务逻辑   
  12.   
  13.        Log.debug(“end processing”);   
  14.   
  15.   }   
  16.   
  17. }   
  18.     
  19. public class Bussiness   
  20.   
  21. {   
  22.   
  23.   Public void process()   
  24.   
  25.   {   
  26.   
  27.        Log.debug(“start processing”);   
  28.   
  29.        //处理业务逻辑   
  30.   
  31.        Log.debug(“end processing”);   
  32.   
  33.   }   
  34.   
  35. }   


AOP:解决之道?

       AOP是面向方面(Aspect_Oriented Programming)的简写,其主要意图是分散关注点,也就是将通用的功能如日志记录,权限检查,事务处理等从业务类中分离出来,将影响多个业务类的行为封装到一个独立的模块中。

       通过隔离通用功能和真实的业务处理,业务类和通用功能实现各自的核心逻辑,彼此不需要互相了解,两个部分都相对简单,职责单一,同时也减少了冗余,增加了重用性。

       有人可能会觉得奇怪,这些独立的功能组件之间如何组合成一个应用系统的呢?他们是必须通过协作和交互才能实现业务需求的啊!

       实际上,OOP的业务类通过直接调用日志类的方法实现日志功能,而AOP只是将这种调用通过声明或配置的方法剥离出来,其处理的基本过程包括方面描述和方面编译运行。

方面描述

       方面描述指定需要日志功能的对象的某个关注点(可能是一个方法),以及相应的处理方法。多个不同对象的关注点,其处理方法可能是相同的。AOP的核心是切入点、通知和类型间声明的概念。有两种方式描述关注点及其行为。

       动态横切:是通过切入点和连接点在一个方面中创建行为的过程,这里涉及到一些术语:
       连接点是程序执行中的一个精确执行点,比如方法连接点表明类中的一个方法,字段连接点对应相应字段的读写方法。连接点只是一个抽象的概念,不需要显式定义。
       切入点是识别连接点集合的机制,比如可以定义一个切入点来捕捉对一个类中的所有方法的调用。也就是定义哪些类的哪些方法需要添加业务功能。
       通知是切入点的可执行代码,也就是当程序代码遇到指定切入点的时候需要执行的功能。

       换一种方式可能更容易理解,切入点相当于事件源,通知只是当事件触发时需要执行的处理程序。实际动态横切主要只有两个任务:描述需要通用功能的点,描述执行到这点时需要执行的代码。运行时环境就会在执行到指定点的时候,通知事件处理程序,执行相应的代码。

       静态横切:与动态横切不同的是,他不改变一个给定对象的执行行为,而是通过添加额外的属性字段和方法改变对象的基本结构。

方面编译和运行

       正如有不同的机制编译和执行OOP程序,AOP通过方面编织器采用几种不同的机制编译和执行AOP程序,根据编织发生在应用程序生命周期的哪一部分,会对程序的性能和可伸缩性造成影响。编织器可以接受源码和二进制作为输入。

       构建时----编译时将通知的执行代码编织到切入点部分。如果OOP编译器扩展到AOP编译器,方面编织就是标准编译的一部分。
       装入时----在类装载时将通知的执行代码编织到切入点部分。
       运行时-----通过拦截和动态代理机制在运行时,匹配切入点,决定调用通知执行代码的时机。

       构建时编织会增加编译的时间和资源开销,但是运行时性能几乎不受影响。装入和运行时编织需要在运行时做更多的工作,不同的AOP实现会采用不同的编织机制,具体选择要根据具体应用来定。

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【四旋翼无人机】具备螺旋桨倾斜机构的全驱动四旋翼无人机:建模与控制研究(Matlab代码、Simulink仿真实现)内容概要:本文围绕具备螺旋桨倾斜机构的全驱动四旋翼无人机展开研究,重点进行了系统建模与控制策略的设计与仿真验证。通过引入螺旋桨倾斜机构,该无人机能够实现全向力矢量控制,从而具备更强的姿态调节能力和六自由度全驱动特性,克服传统四旋翼欠驱动限制。研究内容涵盖动力学建模、控制系统设计(如PID、MPC等)、Matlab/Simulink环境下的仿真验证,并可能涉及轨迹跟踪、抗干扰能力及稳定性分析,旨在提升无人机在复杂环境下的机动性与控制精度。; 适合人群:具备一定控制理论基础和Matlab/Simulink仿真能力的研究生、科研人员及从事无人机系统开发的工程师,尤其适合研究先进无人机控制算法的技术人员。; 使用场景及目标:①深入理解全驱动四旋翼无人机的动力学建模方法;②掌握基于Matlab/Simulink的无人机控制系统设计与仿真流程;③复现硕士论文级别的研究成果,为科研项目或学术论文提供技术支持与参考。; 阅读建议:建议结合提供的Matlab代码与Simulink模型进行实践操作,重点关注建模推导过程与控制器参数调优,同时可扩展研究不同控制算法的性能对比,以深化对全驱动系统控制机制的理解。
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