面向切面編程(AOP)初探
面向對象編程通過設計和語言本身提供的模塊化、封裝、繼承、多態來實現軟件復用。盡管OOP在建模以及實現復雜軟件方面非常成功，它仍然有一些問題。面向切面編程（AOP）被認為是一項有前途的新技術，它通過對交叉業務的分隔來實現，而這在面向對象編程里很難做到。本文通過一個新的范例介紹AOP的基本概念。
面向對象編程 Object Oriented Programming
今天，面向對象編程已經成為主流的編程模式，在這里，現實問題被分解為一個個的包含數據和行為的對象。
在大型工程實踐中，程序員發現在模塊中越來越難以分離交叉業務，他們的代碼也變得更加難維護。對程序設計的一絲改動都會引發大量不相關模塊的改動。
交叉業務 Crosscutting Concerns
一個交叉業務的例子是“日志”，日志在分布式系統中經常被用來記錄方法調用，以輔助調試。假設我們在每個函數開始前和結束后都寫日志，這會使我們對所有包含方法的類做“橫切”(crosscutting)。其他典型的交叉業務包括：上下文敏感的錯誤處理，性能優化，以及設計模式。
交叉業務可能出現在某些程序中，尤其是那些大型程序中。然而另一方面，對系統的重新設計可以將交叉業務轉換成對象。AOP假定交叉業務會出現在程序中，并無法從重構中被剔除出去。
面向切面編程 Aspect Oriented Programming
面向切面的編程AOP是一項新的技術，它將交叉業務分離出來，作為獨立單元——切面——處理。切面即是交叉業務的模塊化實現，它封裝了對各個類都有影響的行為，作為新的可重用的模塊。利用AOP，我們可以用OO編程語言（如Java）開始項目，然后我們單獨使用切面處理交叉業務。最后，代碼和切面一起通過編織器(aspect weaver)組織成最終可執行文件。圖1說明了"編織器"工作過程。注意，原始的代碼不需要知道切面的任何功能；只要除去切面代碼并重新編譯，就能得到初始代碼的功能。
AOP是一種編程概念，因此它并未綁定到任何特定的語言。事實上，它對所有單獨的、垂直分解式（譯注：AOP通常被認為是橫向分解）的語言（不僅是OO語言）都有幫助。AOP在不同語言都有實現（如 C++, Smalltalk, C#, C, Java).
當然，受益最大的還是Java語言。下面是一些支持Java AOP的工具：
◆AspectJ
◆AspectWerkz
◆Hyper/J
◆JAC
◆JMangler
◆MixJuice
◆PROSE
◆ArchJava
由Xerox PARC所創建的AspectJ被認為是Java語言在AOP方面的一個擴展，是專門為面向切面的編程而生的。本文下面部分主要涉及AspectJ.#p#
連接點，切入點，通知和引入 Join points, Pointcut, Advice, and Introduction
就如OOP的概念包含繼承、封裝、多態一樣，組成AOP的概念是連接點，切入點，通知和引入（Join points, Pointcut, Advice, and Introduction）。為更好的理解這些術語，我們看一下下面的例子。
- public class TestClass {
- public void sayHello () {
- System.out.println ("Hello, AOP");
- }
- public void sayAnyThing (String s) {
- System.out.println (s);
- }
- public static void main (String[] args) { sayHello ();
- sayAnyThing ("ok");
- }
- }
我們的Java代碼保存在TestClass.java，假設我們想用切面做如下修改：
在對TestClass.sayHello()方法調用之前和之后，都打印一行信息；檢查TestClass.sayAnyThing() 方法的參數，至少3個字符才能執行
下面就是AspectJ 的實現。
- public aspect MyAspect {
- public pointcut sayMethodCall (): call (public void
- TestClass.say*() );
- public pointcut sayMethodCallArg (String str): call
- (public void TestClass.sayAnyThing (String))
- && args(str);
- before(): sayMethodCall() {
- System.out.println("\n TestClass." +
- thisJoinPointStaticPart.getSignature().getName() +
- "start..." );
- }
- after(): sayMethodCall() {
- System.out.println("\n TestClass." +
- thisJoinPointStaticPart.getSignature().getName() +
- " end...");
- }
- before(String str): sayMethodCallArg(str) {
- if (str .length() < 3) {
- System.out.println ("Error: I can't say words less than 3
- characters");
- return;
- }
- }
- }
Line 1 定義了一個aspect，就像我們定義Java 類。跟任何Java類一樣，aspect也可以擁有成員變量和方法，另外它還可以包含切入點(pointcuts)，通知(advices)和引入(introductions).
Lines 2和Line 3指定我們的修改在TestClass什么地方起作用。按AspectJ術語，我們定義了2個切入點（pointcuts）。為了弄清楚切入點（pointcut）是什么意思，我們需要先定義連接點（join points）.
連接點（join points）表示在程序執行過程中預先定義的“點”，AspectJ 中典型的連接點包括：方法或構造器的調用，方法或構造器的執行，字段的讀取，異常處理，以及靜態或動態的初始化。本文例子中，我們定義了2處連接點：對TestClass.sayHello方法的調用及對TestClass.sayAnyThing方法的調用。
切入點（Pointcut）是符合預定義規范的連接點（a set of join points）的集合，這是一個語言上的構造概念。 規范可以是明確的的函數名，也可以是包含通配符的函數名。
public pointcut sayMethodCall (): call (public void
TestClass.say*() );
上面一行，我們定義了一個切入點（pointcut），叫做 sayMethodCall，它會檢查所有對TestClass.sayHello方法的調用。另外，它同樣會檢查TestClass 類里所有以"say"開頭，參數為空的公共方法(舉個例子：TestClass.sayBye).
切入點（Pointcuts）用來定義“通知” (advice). AspectJ 的advice用來定義在連接點執行之前、之中、之后的額外代碼。在我們的例子中，line 4-6 和line7-9 分別定義了對第一個切入點執行之前和之后的通知。Lines10-15定義了對第二個切入點的通知，即設置TestClass.sayAnyThing 方法執行的一個前置條件。
切入點pointcuts和通知advice能讓你影響程序的動態執行部分，與此不同，引入（introduction）允許切面修改程序中靜態的部分。通過引入(introduction)， 切面可以為類添加新的方法及變量，聲明類實現的接口，或將捕獲的異常轉為未捕獲的異常。 Introduction和一個更為實用的AOP的例子是我未來一篇文章的主題。
AspectJ 編譯器
回到開頭，你需要從AspectJ 的官方網站上下載它的最新版本并安裝它(免費的)，編譯和運行我們的例子非常簡單：
ajc MyAspect.aj TestClass.java
java TestClass
值得注意的是，Java源代碼TestClass.java 沒有任何改動。你只要使用Java編譯器重新編譯它就能得到最初的原始程序功能。
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