AOP和AspectJ-掃盲(轉)
需求和問題
以上篇《AOP是什麼》中併發訪問應用為例子:
多個訪問類同時訪問一個共享資料物件時,每個訪問類在訪問這個資料物件時,需要將資料物件上鎖,訪問完成後,再實行解鎖,供其它併發執行緒訪問,這是我們處理併發訪問資源的方式。
為了實現這個需求,先實現傳統的程式設計,這裡我們假定有一個寫鎖,對資料物件實行寫之前,首先對這個物件進行上寫鎖,寫操作完畢後,必須釋放寫鎖。
import EDU.oswego.cs.dl.util.concurrent.*; public class Worker extends Thread { Data data; |
假設可能存在另外一個訪問類,也將對資料物件實現寫操作,程式碼如下:
import EDU.oswego.cs.dl.util.concurrent.*; public class AnotherWorker extends Thread { Data data; |
以上是Java傳統程式設計的實現,這種鎖的實現方式是在每個具體類中實現,如下圖:
這種實現方式的缺點很多:
- 冗餘:有很多重複的編碼,如rwl.writeLock().acquire()等;
- 減少重用:worker的updateData()方法重用性幾乎為零。
- "資料物件寫操作必須使用鎖控制這個設計目的"不容易顯現,如果更換了一個新的程式設計師,他可能編寫一段不使用鎖機制就對這個資料物件寫操作的程式碼。
- 如果上述程式碼有讀功能,那麼我們需要在程式碼中實現先上讀鎖,當需要寫時,解讀鎖,再上寫鎖等等,如果稍微不小心,上鎖解鎖次序搞錯,系統就隱含大的BUG,這種可能性會隨著這個資料物件永遠存在下去,系統設計大大的隱患啊!
那麼我們使用AOP概念來重新實現上述需求,AOP並沒有什麼新花招,只是提供了觀察問題的一個新視角度。
這裡我們可以拋開新技術迷人霧障,真正核心還是新思維、新視點,人類很多問題如果換一個腦筋看待理解,也許結果真的是翻天覆地不一樣啊,所以,作為人自身,首先要重視和你世界觀和思維方式不一樣的人進行交流和溝通。
現實生活中有很多"不公平",例如某個小學畢業生成了千萬富翁,你就懷疑知識無用,也許你認為他的機會好,其實你可能不知道,他的觀察問題的視角比你獨特,或者他可能會經常換不同的角度來看待問題和解決問題,而你由於過分陷入一個視角的具體實現細節中,迷失了真正的方向,要不說是讀書人腦子僵化呢?
言歸正傳,我們看看AOP是如何從一個新的視角解決上述問題的。
如果說上面程式碼在每個類中實現上鎖或解鎖,類似橫向解決方式,那麼AOP是從縱向方面來解決上述問題,縱向解決之道示意圖如下:
AOP把這個縱向切面cross-cuts稱為Aspect(方面),其實我認為AOP翻譯成面向切面程式設計比較好,不知哪個糊塗者因為先行一步,翻譯成“面向方面程式設計”如此抽象,故弄玄虛。
AspectJ實現
下面我們使用AOP的實現之一AspectJ來對上述需求改寫。AspectJ是AOP最早成熟的Java實現,它稍微擴充套件了一下Java語言,增加了一些Keyword等,pointcut的語法如下:
public pointcut 方法名:call(XXXX)
AspectJ增加了pointcut, call是pointcut型別,有關AspectJ更多基本語法見這裡。因為AspectJ使用了一些特別語法,所以Java編譯器就不能用SUN公司提供javac了,必須使用其專門的編譯器,也許SUN在以後JDK版本中會引入AOP。
使用AspectJ如何實現上圖所謂切面式的程式設計呢?首先,我們將上圖縱向切面稱為Aspect,那麼我們建立一個類似Class的Aspect,Java中建立一個Class程式碼如下:
public class MyClass{
//屬性和方法 ...
}
同樣,建立一個Aspect的程式碼如下:
public aspect MyAspect{
//屬性和方法 ...
}
建立一個Aspect名為Lock,程式碼如下:
import EDU.oswego.cs.dl.util.concurrent.*; public aspect Lock { public pointcut writeOperations(): after() : writeOperations() { ...... |
上述程式碼關鍵點是pointcut,意味切入點或觸發點,那麼在那些條件下該點會觸發呢?是後面紅字標識的一些情況,在執行Worker的createData()方法,Worker的update方法等時觸發。
before代表觸發之前做什麼事情?
答案是上鎖。
after代表觸發之後做什麼事情?
答案是上鎖。
通過引入上述aspect,那麼Worker程式碼可以清潔如下:
public class Worker extends Thread { Data data; |
Worker中關於“鎖”的程式碼都不見了,純粹變成了資料操作的主要方法。
AOP術語
通過上例已經知道AspectJ如何從切面crosscutting來解決併發訪問應用需求的,其中最重要的是引入了一套類似事件觸發機制。
Pointcut類似觸發器,是事件Event發生源,一旦pointcut被觸發,將會產生相應的動作Action,這部分Action稱為Advice。
Advice在AspectJ有三種:before、 after、Around之分,上述aspect Lock程式碼中使用了Advice的兩種before和after。
所以AOP有兩個基本的術語:Pointcut和Advice。你可以用事件機制的Event和Action來類比理解它們。上述併發訪問應用中pointcut和advice如下圖所示:
小結如下:
advice - 真正的執行程式碼,或者說關注的實現。 類似Action。
join point - 程式碼中啟用advice被執行的觸發點。
pointcut - 一系列的join point稱為pointcut,pointcut有時代指join point
其中advice部分又有:
Interceptor - 直譯器並沒有在AspectJ出現,在使用JDK動態代理API實現的AOP框架中使用,解釋有方法呼叫或物件構造或者欄位訪問等事件,是呼叫者和被呼叫者之間的紐帶,綜合了Decorator/代理模式甚至職責鏈等模式。
Introduction - 修改一個類,以增加欄位、方法或構造或者執行新的介面,包括Mixin實現。
例如上述併發訪問應用中,如果想為每個Data物件生成相應的aspect Lock,那麼可以在aspect Lock中人為資料物件增加一個欄位lock,如下:
aspect Lock { } |
上述程式碼等於在Data類中加入一行:
public class Data{ |
還有其它兩個涉及AOP程式碼執行方式:
weaving - 將aspect程式碼插入到相應程式碼中的過程,一般是編譯完成或在執行時動態完成。取決於具體AOP產品,例如AspectJ是使用特殊編譯器在編譯完成weaving,而nanning、JBoss AOP是使用動態代理API,因此在執行時動態完成weaving的。
instrumentor - 用來實現weaving功能的工具。
參考資料: