面向方面编程的基本概念

面向方面编程的基本概念天道酬勤发表于 2005-11-4 11:13:00面向对象的编程中常用的概念是：继承、封装、多态。

在面向方面的编程中常使用的概念是：advices/interceptors, introductions, metadata, and pointcuts。

面向方面的编程思路很简单。

从面向过程、函数的编程到面向对象的编程到面向接口的编程到面向组件、模块编程的发展历史我们可以知道，编程方法学的演进是一步一步的扩大了编程考虑的“边界”。

到目前为止我们的编程世界里的宇宙边界是“类、接口，或者组件”，在这个边界里，我们认为，一个类实现一个接口，那就不能动态的实现另一个接口，已有类的行为在编译以前就基本固定，要么是类内部定义的方法，要么是要么是继承和实现接口继承过来的方法。

但是实际的编程工作中我们碰到了“跨边界的情况”，需要多个类，接口，组件合作才能完成的工作，比如：多线程并发访问，程序流集中控制，序列化和程序状态保持，以及需要多个“类、接口、组件边界”共同参于才能完成的工作。

为了更好的处理多个边界共同完成同一方面的工作，面向方面的编程出现了。

这里的方面，我们可以指：为完成同一任务而需要多个类、接口、组件一起协作工作的综合。

你可以认为方面其实就是一个更大的类，这个类主要由我们OOP中的类、接口组成，当然这些类和接口是如此的亲密，以至于他们行为（方法）可以相互转换。

其实这没什么大不了的，接口的出现不是实现了动态的改变类的行为的吗？面向方面的编程只是做了一个延伸，把这个改变提升到了接口这个层次上。

写到这里，我感到：耳朵清静了，但是世界还没有清静，因为到实际的运用这种思路编程，还需要很长的时间，和更多工具开发商的支持。

Advices/Interceptors（消息传达/消息拦截）一个“传达的消息”是一个被特定事件触发发的逻辑（代码）。

这个“传达的消息”可以被插入到一个调用者和被调用者队列之间。

可以说：传达消息是面向方面的编程的一个关键组成部份。

Introductions（成员推荐）Introductions 是用来向已有的类增加方法和属性的一个方法。

使用成员推荐你可以把一个现有类实现的接口“介绍”到另一个新的接口中。

大家知道，接口的出现就是为了把定义和实现分开，现在使用面向方面的编程，可以做到动态改变既有类的接口，太不可思议了。

在java编程中使用“成员推荐”你可以做到让一个java类实现多重继承。

也就是说，使用“成员推荐”你可以在程序运行的时候来动态改变类的接口，实现不同的行为。

就像孙悟空可以不断变换自己的行为，但是这个孙悟空必须有三个毫毛（被“成员推荐”）。

看下面的例子：Apple apple = new Apple();LoggingAPI logging = (LoggingAPI)apple;Apple.setLoggingLevel(VERBOSE);使用“成员推荐”：Apple 可以动态的拥有log的功能了。

Metadata（元数据）元数据是用来描述类本身的一些附加信息和其描述类捆绑在一起，可以静态的或者再运行的时刻获得这些类的描述信息。

例子参见我的另一片文章（使用反射机制实现动态工厂模式）。

EJB中就使用了大量的Metadata。

Pointcuts如果说：interceptors, introductions, and metadata 是面向方面编程的特点的话，那么pointcuts are 就是连接他们在一起的“胶水”。

Pointcuts 是运行在AOP框架，比如：告诉框架如何确认消息传达、元数据是如何在类中定义的、那些类、接口被“成员推荐”了等等。

Jboss 4.0中的AOP框架Jboss 4.0 提供了AOP框架，这个框架是和Jboss应用服务器紧密集成的，但是也可以独立运行。

下面我们看看基于AOP编程的基本过程：1、定义“消息拦截器”InterceptorJboss 提供了一个消息拦截器的接口，如下：public interface Interceptor{public String getName();public InvocationResponse invoke(Invocation invocation)throws Throwable;}值的一提的是：类中所有字段、构造函数、方法等的相关操作全部由“消息拦截器”拦截invoke，然后“打包”成一个Invocation对象，操作完成后返回IvvocationResponse对象。

详见下例：import org.jboss.aop.*;import ng.reflect.*;public class TracingInterceptor implements Interceptor{public String getName(){return TracingInterceptor;}public InvocationResponse invoke(Invocation invocation)throws Throwable {String message = null;if (invocation.getType() == InvocationType.METHOD ){Method method =MethodInvocation.getMethod(invocation); message =method: + method.getName();}else if (invocation.getType() ==InvocationType.CONSTRUCTOR){Constructor c = ConstructorInvocation.getConstructor(invocation);message = constructor: + c.toString();}else{return invocation.invokeNext();}System.out.println(Entering + message);InvocationResponse rsp = invocation.invokeNext();System.out.println(Leaving + message);return rsp;}}2、把“消息拦截器”和一个具体的类相关联这里的关联用到上面提到的“胶水”pointcut，在xml配置文件中实现：和J2EE配置文件名一样，AOP配置文件的命名是固定的：META-INF/jboss-aop.xml<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"><aop><interceptor-pointcut class="POJO"><interceptors><interceptor class="TracingInterceptor" /></interceptors></interceptor-pointcut></aop>上面的代码把：TracingInterceptor消息拦截器和POJO类相关联。

POJO的代码如下：public class POJO{public POJO() {}public void helloWorld(){ System.out.println(Hello World!); }public static void main( String[] args){POJO pojo = new POJO();pojo.helloWorld();}}TracingInterceptor消息拦截器将会拦截：main(), POJO(), 和 helloWorld()方法。

编译后：使用控制台命令：java -Djava.system.class.loader=org.jboss.aop.standalone.SystemClassLoader POJO 输出的结果如下：Entering method: mainEntering constructor: public POJO()Leaving constructor: public POJO()Entering method: helloWorldHello World!Leaving method: helloWorldLeaving method: mainJBOSS是如何做到上面的拦截的呢？AOP 的框架的中心任务是：消息拦截interception和消息代理delegation。

AOP 框架具体完成两项工作：1、组件激活（component activation ）2、方法激活（Method invocation）组件激活就是AOP框架构健一个aspect的对象实现，并返回一个（消息拦截）interceptor 的引用（不是返回对对象的引用）。

方法激活是当一个调用者调用（消息拦截）interceptor 的时候，interceptor （消息拦截）的代理调用已经注册的aspect,然后返回被调用的object。

Jboss AOP框架是在字节代码的基础上进行上面的工作的。

从实现上将就是对ClassLoader 的完全控制，步步拦截，这些工作Jboss都已经做好了，当然如果你在Jboss 应用程序服务器之外运行的话，你不得不参照jboss的reference来自己实现classloader了。