基于.Net的AOP實(shí)現(xiàn)技術(shù)

前言

在筆者的《面向?qū)ο蟮膽?yīng)用服務(wù)層設(shè)計(jì)》一文中，筆者討論了軟件系統(tǒng)中設(shè)計(jì)應(yīng)用服務(wù)層所需要考慮的問題，以及系統(tǒng)分層的基本思考方法。這些討論作關(guān)注的問題，都是系統(tǒng)中縱向的層次的劃分。然而，在設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)的時候，我們不僅僅要考慮縱向的關(guān)系，很多時候，我們還需要關(guān)注所謂的“橫切關(guān)注點(diǎn)”的問題，例如，存在于系統(tǒng)每個部分的日志記錄、安全性驗(yàn)證等。AOP（面向方面編程）的出現(xiàn)，便是為了解決這些“橫切關(guān)注點(diǎn)”的問題。

雖然AOP目前還不是如OOP般非常成熟，但是，也已經(jīng)有數(shù)個支持AOP的產(chǎn)品問世，其中比較有名的有AspectJ，AspectWerkz等，這些產(chǎn)品都基于Java平臺。在.Net平臺上，也有一些實(shí)現(xiàn)，如LOOM等，但是，相對于Java平臺的實(shí)現(xiàn)，這些實(shí)現(xiàn)都還很不成熟，功能也比較弱，使用上也不是很方便。因此，筆者在.Net平臺下自己實(shí)現(xiàn)了一個輕量級的AOP框架，現(xiàn)在拿出來同大家共同探討。

在本文中，筆者將首先歸納一下目前實(shí)現(xiàn)AOP的基本手段，然后，給出一個已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的AOP的范例（WebsharpAspect），并提供全部源代碼，這是一個輕量級的AOP實(shí)現(xiàn)，雖然目前功能還不是很強(qiáng)大，實(shí)現(xiàn)也比較簡單，但是，他已經(jīng)可以完成大部分我們所需要的AOP功能，你可以在項(xiàng)目中直接使用他。重要的是，其中展示了在.Net環(huán)境下實(shí)現(xiàn)AOP的一些技術(shù)和思路，筆者也希望通過提供源代碼的方式，能夠?qū)Υ蠹覍W(xué)習(xí)AOP有所助益。

實(shí)現(xiàn)AOP的方法

實(shí)現(xiàn)AOP的關(guān)鍵，是攔截正常的方法調(diào)用，將我們需要額外附加的功能透明的“織入”到這些方法中，以完成一些額外的要求。從總體方法上來說，織入的方法有兩大類：靜態(tài)織入和動態(tài)織入。

靜態(tài)織入方法，一般都是需要擴(kuò)展編譯器的功能，將需要織入的代碼，通過修改字節(jié)碼（Java）或者IL代碼（.Net）的方法，直接添加到相應(yīng)的被織入點(diǎn)；或者，我們需要為原來語言添加新的語法結(jié)構(gòu)，從語法上支持AOP。AspectJ就是采用的這種方式。使用這種方式來實(shí)現(xiàn)AOP，其優(yōu)點(diǎn)是代碼執(zhí)行的效率高，缺點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)者需要對虛擬機(jī)有很深的了解，才能夠做到對字節(jié)碼修改。由于織入方法是靜態(tài)的，當(dāng)需要添加新的織入方法時，往往需要重新編譯，或者說運(yùn)行字節(jié)碼增強(qiáng)器重新執(zhí)行靜態(tài)織入的方法。當(dāng)然，在.Net平臺上，我們也可以使用Emit提供的強(qiáng)大功能來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。另外，字節(jié)碼增強(qiáng)器帶來了很大的不透明性，程序員很難直觀的調(diào)試增強(qiáng)后的字節(jié)碼，因此很多程序員總是在心理上抵制這種字節(jié)碼增強(qiáng)器。

動態(tài)織入的方法，具體實(shí)現(xiàn)方式就有很多選擇了。在Java平臺上，可以使用Proxy模式，或者定制ClassLoader來實(shí)現(xiàn)AOP功能。在.Net平臺上，要實(shí)現(xiàn)AOP的動態(tài)織入，歸納起來，可以采用以下幾種方法：

l 使用ContextAttribute和ContextBoundObject來對對象的方法進(jìn)行攔截。關(guān)于ContextAttribute的具體使用方法，讀者可以參考MSDN等相關(guān)資料。

l 使用Emit來，在運(yùn)行時刻動態(tài)構(gòu)建被織入代碼后的類，當(dāng)程序調(diào)用被織入類時，實(shí)際上調(diào)用的是被修改后的類。LOOM使用的就是這種方式，但是，個人認(rèn)為，LOOM目前的實(shí)現(xiàn)非常生硬，其可擴(kuò)展性和靈活性都不是很好。

l 使用Proxy模式。這也是本文將詳細(xì)介紹的方法。

l 當(dāng)然，在ASP.Net項(xiàng)目中，我們還有一種選擇，就是使用HTTPHandler和HTTPModule來對自定義對ASP.Net頁面的訪問，加入一些我們需要的處理。關(guān)于如何使用HTTPHandler和HTTPModule的內(nèi)容，可以參考筆者的文章《ASP.Net中自定義Http處理及應(yīng)用之HttpHandler篇》，以及《ASP.Net中自定義Http處理及應(yīng)用之HttpModule篇》

下面，我們來探討如何使用Proxy模式，在.Net平臺上實(shí)現(xiàn)一個可用的AOP框架。

第一個例子

首先，我們來看看WebsharpAspect的使用效果。我們可以使用以下步驟來完成我們的第一個例子的編寫：

1、 在VisualStudio中新建一個控制臺應(yīng)用程序，把Websharp.Aspect.dll添加入引用。

2、 添加一個類，命名為FirstAspect,并使他實(shí)現(xiàn)IAspect接口,添加代碼如下：

public class FirstAspect : IAspect

{

public void Execute(object[] paramList)

{

Console.WriteLine("FirstAspect is called");

}

}


3、 添加一個BusinessClass類，模擬具體的業(yè)務(wù)邏輯類，使這個類繼承AspectObject類，并添加AspectManaged特性，然后添加兩個方法，代碼如下：

[AspectManaged(true)]

public class BusinessClass : AspectObject

{

public BusinessClass(){}

public void OutputMethod()

{

Console.WriteLine("OutputMethod()");

}

public void GetString()

{

Console.WriteLine("GetString()");

}

}


4、 為項(xiàng)目添加一個App.config配置文件，，并且添加以下內(nèi)容：

<?xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?>

<configuration>

< configSections >

<sectionname="Websharp.Aspects"type="Websharp.Aspect.AspectConfigHandler,Websharp.Aspect"/>

</ configSections >



< Websharp.Aspects >

< Aspect type ="WeaveTest.FirstAspect,WeaveTest" deploy-model ="Singleton"

pointcut-type="Method Construction"action-position="Both"match="*,*"/>

</ Websharp.Aspects >

</configuration>


5、 在Main方法中添加如下代碼：

public class MainClass

{

[STAThread]

static void Main ()

{

BusinessClass cls=new BusinessClass();

cls.OutputMethod();

cls.GetString();

Console.ReadLine();

}

}


運(yùn)行以上代碼，其結(jié)果如下：


可以看到，F(xiàn)irstAspect如我們所預(yù)期的那樣，成功的攔截了BusinessClass的方法。