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AOP和AspectJ板橋里人http://www.jdon.com 2004/01/10 需求和問(wèn)題 以上篇《AOP是什么》中并發(fā)訪問(wèn)應(yīng)用為例子： 多個(gè)訪問(wèn)類同時(shí)訪問(wèn)一個(gè)共享數(shù)據(jù)對(duì)象時(shí)，每個(gè)訪問(wèn)類在訪問(wèn)這個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象時(shí)，需要將數(shù)據(jù)對(duì)象上鎖，訪問(wèn)完成后，再實(shí)行解鎖，供其它并發(fā)線程訪問(wèn)，這是我們處理并發(fā)訪問(wèn)資源的方式。 為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)需求，先實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的編程，這里我們假定有一個(gè)寫鎖，對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象實(shí)行寫之前，首先對(duì)這個(gè)對(duì)象進(jìn)行上寫鎖，寫操作完畢后，必須釋放寫鎖。 首先，我們需要一個(gè)鎖，這個(gè)鎖可以是數(shù)據(jù)對(duì)象中一個(gè)字段或其它，這里使用Doug Lea的ReentrantWriterPreferenceReadWriteLock作為我們的鎖資源。 import EDU.oswego.cs.dl.util.concurrent.*; public class Worker extends Thread { Data data;
ReentrantWriterPreferenceReadWriteLock rwl =
new ReentrantWriterPreferenceReadWriteLock();
public boolean createData() {
try {
rwl.writeLock().acquire(); //上鎖
//對(duì)data實(shí)行寫邏輯操作
}catch() {
return false;
}finally{
rwl.writeLock().release(); //解鎖
}
return true;
}
public boolean updateData() {
try {
rwl.writeLock().acquire();//上鎖
//對(duì)data實(shí)行寫邏輯操作
}catch() {
return false;
}finally{
rwl.writeLock().release(); //解鎖
}
return true;
}
public void run() {
//執(zhí)行createData()或updateData()
}
} |
假設(shè)可能存在另外一個(gè)訪問(wèn)類，也將對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象實(shí)現(xiàn)寫操作，代碼如下： import EDU.oswego.cs.dl.util.concurrent.*; public class AnotherWorker extends Thread { Data data;
ReentrantWriterPreferenceReadWriteLock rwl =
new ReentrantWriterPreferenceReadWriteLock();
public boolean updateData() {
try {
rwl.writeLock().acquire();//上鎖
//對(duì)data實(shí)行寫邏輯操作
}catch() {
return false;
}finally{
rwl.writeLock().release(); //解鎖
}
return true;
}
public void run() {
//執(zhí)行updateData()
}
} |
以上是Java傳統(tǒng)編程的實(shí)現(xiàn)，這種鎖的實(shí)現(xiàn)方式是在每個(gè)具體類中實(shí)現(xiàn)，如下圖： 
這種實(shí)現(xiàn)方式的缺點(diǎn)很多： - 冗余：有很多重復(fù)的編碼，如rwl.writeLock().acquire()等；
- 減少重用：worker的updateData()方法重用性幾乎為零。
- "數(shù)據(jù)對(duì)象寫操作必須使用鎖控制這個(gè)設(shè)計(jì)目的"不容易顯現(xiàn)，如果更換了一個(gè)新的程序員，他可能編寫一段不使用鎖機(jī)制就對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象寫操作的代碼。
- 如果上述代碼有讀功能，那么我們需要在代碼中實(shí)現(xiàn)先上讀鎖，當(dāng)需要寫時(shí)，解讀鎖，再上寫鎖等等，如果稍微不小心，上鎖解鎖次序搞錯(cuò)，系統(tǒng)就隱含大的BUG，這種可能性會(huì)隨著這個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象永遠(yuǎn)存在下去，系統(tǒng)設(shè)計(jì)大大的隱患啊！
那么我們使用AOP概念來(lái)重新實(shí)現(xiàn)上述需求，AOP并沒有什么新花招，只是提供了觀察問(wèn)題的一個(gè)新視角度。 這里我們可以拋開新技術(shù)迷人霧障，真正核心還是新思維、新視點(diǎn)，人類很多問(wèn)題如果換一個(gè)腦筋看待理解，也許結(jié)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(jìn)行交流和溝通。 現(xiàn)實(shí)生活中有很多"不公平"，例如某個(gè)小學(xué)畢業(yè)生成了千萬(wàn)富翁，你就懷疑知識(shí)無(wú)用，也許你認(rèn)為他的機(jī)會(huì)好，其實(shí)你可能不知道，他的觀察問(wèn)題的視角比你獨(dú)特，或者他可能會(huì)經(jīng)常換不同的角度來(lái)看待問(wèn)題和解決問(wèn)題，而你由于過(guò)分陷入一個(gè)視角的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)中，迷失了真正的方向，要不說(shuō)是讀書人腦子僵化呢？ 言歸正傳，我們看看AOP是如何從一個(gè)新的視角解決上述問(wèn)題的。 如果說(shuō)上面代碼在每個(gè)類中實(shí)現(xiàn)上鎖或解鎖，類似橫向解決方式，那么AOP是從縱向方面來(lái)解決上述問(wèn)題，縱向解決之道示意圖如下： 
AOP把這個(gè)縱向切面cross-cuts稱為Aspect（方面），其實(shí)我認(rèn)為AOP翻譯成面向切面編程比較好，不知哪個(gè)糊涂者因?yàn)橄刃幸徊剑g成“面向方面編程”如此抽象，故弄玄虛。 AspectJ實(shí)現(xiàn) 下面我們使用AOP的實(shí)現(xiàn)之一AspectJ來(lái)對(duì)上述需求改寫。AspectJ是AOP最早成熟的Java實(shí)現(xiàn)，它稍微擴(kuò)展了一下Java語(yǔ)言，增加了一些Keyword等，pointcut的語(yǔ)法如下： public pointcut 方法名：call(XXXX) AspectJ增加了pointcut, call是pointcut類型，有關(guān)AspectJ更多基本語(yǔ)法見這里。因?yàn)锳spectJ使用了一些特別語(yǔ)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在以后JDK版本中會(huì)引入AOP。 使用AspectJ如何實(shí)現(xiàn)上圖所謂切面式的編程呢？首先,我們將上圖縱向切面稱為Aspect，那么我們建立一個(gè)類似Class的Aspect，Java中建立一個(gè)Class代碼如下： public class MyClass{
//屬性和方法 ...
} 同樣，建立一個(gè)Aspect的代碼如下： public aspect MyAspect{
//屬性和方法 ...
} 建立一個(gè)Aspect名為L(zhǎng)ock，代碼如下： import EDU.oswego.cs.dl.util.concurrent.*; public aspect Lock {
......
ReentrantWriterPreferenceReadWriteLock rwl =
new ReentrantWriterPreferenceReadWriteLock(); public pointcutwriteOperations():
execution(public boolean Worker.createData()) ||
execution(public boolean Worker.updateData()) ||
execution(public boolean AnotherWorker.updateData()) ;
before() : writeOperations() {
rwl.writeLock().acquire();//上鎖 advice body
} after() : writeOperations() {
rwl.writeLock().release(); //解鎖 advice body
} ......
} |
上述代碼關(guān)鍵點(diǎn)是pointcut，意味切入點(diǎn)或觸發(fā)點(diǎn)，那么在那些條件下該點(diǎn)會(huì)觸發(fā)呢？是后面紅字標(biāo)識(shí)的一些情況，在執(zhí)行Worker的createData()方法，Worker的update方法等時(shí)觸發(fā)。 before代表觸發(fā)之前做什么事情？
答案是上鎖。 after代表觸發(fā)之后做什么事情？
答案是上鎖。 通過(guò)引入上述aspect，那么Worker代碼可以清潔如下： public class Worker extends Thread { Data data;
public boolean createData() {
try {
//對(duì)data實(shí)行寫邏輯操作
}catch() {
return false;
}
return true;
}
public boolean updateData() {
try {
//對(duì)data實(shí)行寫邏輯操作
}catch() {
return false;
}finally{
}
return true;
}
public void run() {
//執(zhí)行createData()或updateData()
}
} |
Worker中關(guān)于“鎖”的代碼都不見了，純粹變成了數(shù)據(jù)操作的主要方法。 AOP術(shù)語(yǔ) 通過(guò)上例已經(jīng)知道AspectJ如何從切面crosscutting來(lái)解決并發(fā)訪問(wèn)應(yīng)用需求的，其中最重要的是引入了一套類似事件觸發(fā)機(jī)制。 Pointcut類似觸發(fā)器，是事件Event發(fā)生源，一旦pointcut被觸發(fā)，將會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作Action，這部分Action稱為Advice。 Advice在AspectJ有三種：before、 after、Around之分，上述aspect Lock代碼中使用了Advice的兩種before和after。 所以AOP有兩個(gè)基本的術(shù)語(yǔ)：Pointcut和Advice。你可以用事件機(jī)制的Event和Action來(lái)類比理解它們。上述并發(fā)訪問(wèn)應(yīng)用中pointcut和advice如下圖所示： 
小結(jié)如下：
advice - 真正的執(zhí)行代碼，或者說(shuō)關(guān)注的實(shí)現(xiàn)。 類似Action。
join point - 代碼中激活advice被執(zhí)行的觸發(fā)點(diǎn)。
pointcut - 一系列的join point稱為pointcut，pointcut有時(shí)代指join point 其中advice部分又有：
Interceptor - 解釋器并沒有在AspectJ出現(xiàn)，在使用JDK動(dòng)態(tài)代理API實(shí)現(xiàn)的AOP框架中使用，解釋有方法調(diào)用或?qū)ο髽?gòu)造或者字段訪問(wèn)等事件，是調(diào)用者和被調(diào)用者之間的紐帶，綜合了Decorator/代理模式甚至職責(zé)鏈等模式。 Introduction - 修改一個(gè)類，以增加字段、方法或構(gòu)造或者執(zhí)行新的接口，包括Mixin實(shí)現(xiàn)。 例如上述并發(fā)訪問(wèn)應(yīng)用中，如果想為每個(gè)Data對(duì)象生成相應(yīng)的aspect Lock，那么可以在aspect Lock中人為數(shù)據(jù)對(duì)象增加一個(gè)字段lock，如下： aspect Lock {
Data sharedDataInstance;
Lock( Data d ) {
sharedDataInstance = d;
}
introduce Lock Data.lock; //修改Data類，增加一字段lock
advise Data() { //Data構(gòu)造時(shí)觸發(fā)
static after {
//當(dāng)Data對(duì)象生成時(shí)，將Data中l(wèi)ock字段賦值為aspect Lock
//為每個(gè)Data對(duì)象生成相應(yīng)的aspect Lock
thisObject.lock = new Lock( thisObject );
}
}
.... } |
上述代碼等于在Data類中加入一行： public class Data{
......
Lock lock = new Lock();
......
} |
還有其它兩個(gè)涉及AOP代碼運(yùn)行方式： weaving - 將aspect代碼插入到相應(yīng)代碼中的過(guò)程，一般是編譯完成或在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)完成。取決于具體AOP產(chǎn)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(dòng)態(tài)代理API，因此在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)完成weaving的。
instrumentor - 用來(lái)實(shí)現(xiàn)weaving功能的工具。 |