AOP

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),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 ?

在以后其它文章中,我将继续对AOP概念进行分析,和大家一起学习进步。

参考资料:
http://www.voelter.de/data/articles/aop/aop.html
06-12
### AOP 概念及核心思想 Aspect-Oriented Programming (AOP) 是一种编程范式,旨在将横切关注点(cross-cutting concerns)从核心业务逻辑中分离出来[^1]。这些横切关注点通常包括日志记录、性能统计、事务管理、安全性检查等,它们会影响多个模块或类的功能,但在传统的面向对象编程中往往被分散地插入到业务代码中,导致代码重复和难以维护。AOP 提供了一种机制,允许开发者把这些横切关注点集中定义为独立的模块,称为“切面”(Aspect)。 #### 核心概念 以下是 AOP 的几个关键术语: - **切面(Aspect)**:切面是横切关注点的模块化实现,通常由通知(Advice)和切入点(Pointcut)组成。 - **通知(Advice)**:定义了切面在何时执行以及执行的具体行为。常见的通知类型包括 `Before`(方法执行前)、`After`(方法执行后)、`Around`(环绕方法执行)等。 - **切入点(Pointcut)**:定义了切面在哪些连接点(Join Point)上生效。连接点通常是方法调用或异常抛出的位置。 - **连接点(Join Point)**:程序执行过程中的特定点,例如方法调用或对象实例化。 - **目标对象(Target Object)**:被切面所影响的对象。 - **代理对象(Proxy)**:通过 AOP 动态创建的对象,用于拦截对目标对象的调用并应用切面逻辑。 ### AOP 的实现方式 AOP 可以通过静态织入(Static Weaving)或动态代理(Dynamic Proxy)来实现。静态织入通常在编译时完成,而动态代理则在运行时生成代理对象[^2]。Spring AOP 使用动态代理技术,在运行时为需要增强的目标对象创建代理对象,并在代理对象上调用方法时插入切面逻辑。 #### Spring AOP 的使用方法 以下是一个基于 Spring AOP 的简单示例,展示如何定义切面和应用通知: ```java import org.aspectj.lang.annotation.Aspect; import org.aspectj.lang.annotation.Before; import org.springframework.stereotype.Component; @Aspect @Component public class LoggingAspect { // 定义切入点,匹配所有以 "execute" 开头的方法 @Before("execution(* com.example.service.*.execute*(..))") public void logBeforeMethod() { System.out.println("Logging before method execution"); } } ``` 在这个例子中: - `@Aspect` 注解标识这是一个切面类。 - `@Before` 注解定义了一个前置通知,表示在指定的切入点之前执行。 - 切入点表达式 `execution(* com.example.service.*.execute*(..))` 表示匹配 `com.example.service` 包下所有以 `execute` 开头的方法。 ### 优势与应用场景 AOP 的主要优势在于能够降低代码耦合度,提高代码的可维护性和可扩展性[^3]。它适用于以下场景: - **日志记录**:在方法执行前后记录日志信息。 - **性能监控**:统计方法的执行时间或资源消耗。 - **事务管理**:统一管理事务的开启、提交和回滚。 - **安全性检查**:验证用户权限或限制访问。 - **异常处理**:集中捕获和处理异常。 ### 注意事项 虽然 AOP 提供了强大的功能,但也需要注意以下几点: - 过度使用 AOP 可能会导致代码难以调试,因为切面逻辑可能隐藏在业务代码之外。 - 切入点表达式的复杂性可能增加维护难度。 - 动态代理可能会引入一定的性能开销,尤其是在高频调用的场景下。
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