4.1.Net平臺(tái)AOP技術(shù)概覽

.Net平臺(tái)與Java平臺(tái)相比，由于它至今在服務(wù)端仍不具備與unix系統(tǒng)的兼容性，也不具備類似于Java平臺(tái)下J2EE這樣的企業(yè)級(jí)容器，使得.Net平臺(tái)在大型的企業(yè)級(jí)應(yīng)用上，常常為人所詬病。就目前而言，.Net平臺(tái)并沒有提供AOP技術(shù)的直接實(shí)現(xiàn)，而微軟在未來對(duì)于.Net的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，我們?nèi)晕纯芍５蚁嘈盼④泴?duì)于目前炙手可熱的AOP技術(shù)應(yīng)該不會(huì)視而不見。也許在未來的.Net平臺(tái)下，會(huì)出現(xiàn)類似于Spring那樣的輕量級(jí)IoC容器，加上O/R Mapping的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)與完善，隨著Windows Server操作系統(tǒng)的逐步推新，.Net平臺(tái)對(duì)于企業(yè)級(jí)系統(tǒng)開發(fā)的支持會(huì)越來越多。

AOP技術(shù)在.Net平臺(tái)中的應(yīng)用，相較于Java平臺(tái)而言，還遠(yuǎn)不夠成熟，功能也相對(duì)較弱，目前能夠投入商用的AOP工具幾乎沒有。借鑒Java開源社區(qū)的成功，.Net平臺(tái)下AOP工具的開發(fā)也都依托于開源社區(qū)的力量。眾多開源愛好者，仍然在堅(jiān)持不懈對(duì)AOP技術(shù)進(jìn)行研究和實(shí)踐，試圖找到AOP技術(shù)與.Net之間的完美結(jié)合點(diǎn)，從而開發(fā)出真正能夠商用的功能強(qiáng)大的AOP工具。就目前而言，大部分在.Net平臺(tái)下的AOP工具，大部分均脫胎于Java平臺(tái)下的AOP工具，例如Spring.Net之于Spring，Eos之于AspectJ。由于Java平臺(tái)和.Net平臺(tái)在語言機(jī)制上的相似性，使得它們?cè)趯?shí)現(xiàn)AOP的技術(shù)機(jī)制上，大體相似，無非是利用靜態(tài)織入或動(dòng)態(tài)織入的方式，完成對(duì)aspect的實(shí)現(xiàn)。

目前在.Net平臺(tái)下的AOP大部分仍然處于最初的開發(fā)階段，各自發(fā)布的版本基本都是beta版。其中較有代表性的AOP工具包括Aspect#，Spring.Net，Eos等。

Aspect#是基于Castle動(dòng)態(tài)代理技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。Castle動(dòng)態(tài)代理技術(shù)利用了.Net的Emit技術(shù)，生成一個(gè)新的類去實(shí)現(xiàn)特定的接口，或者擴(kuò)展一個(gè)已有的類，并將其委托指向IInterceptor接口的實(shí)現(xiàn)類。通過Castle動(dòng)態(tài)代理技術(shù)，就可以攔截方法的調(diào)用，并將Aspect的業(yè)務(wù)邏輯織入到方法中。利用Castle動(dòng)態(tài)代理技術(shù)，最大的缺陷是它只對(duì)虛方法有效，這限制了Aspect#的一部分應(yīng)用。

Spring.Net從根本意義上來說，是對(duì)Spring工具從Java平臺(tái)向.Net平臺(tái)的完全移植。它在AOP的實(shí)現(xiàn)上與Spring幾乎完全相似，仍然利用了AOP聯(lián)盟提供的攔截器、Advice等實(shí)現(xiàn)AOP。Spring.Net的配置文件也與Spring相同。

Eos采用的是靜態(tài)織入的技術(shù)。它提供了獨(dú)有的編譯器，同時(shí)還擴(kuò)展了C#語法，以類似于AspectJ的結(jié)構(gòu)，規(guī)定了一套完整的AOP語法，諸如aspect，advice，before，after，pointcut等。Eos充分的利用了.Net中元數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，以IL級(jí)的代碼對(duì)方面進(jìn)行織入，這也使得它的性能與其他AOP工具比較有較大的提高。

4.2 .Net平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)AOP的技術(shù)基礎(chǔ)

如前所述，在.Net平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)AOP，采用的方式主要是靜態(tài)織入和動(dòng)態(tài)織入的方式。在本文中，我將充分利用.Net的技術(shù)特性，包括元數(shù)據(jù)、Attribute、.Net Remoting的代理技術(shù)，將其綜合運(yùn)用，最終以動(dòng)態(tài)織入的方式實(shí)現(xiàn)AOP公共類庫。本節(jié)將介紹實(shí)現(xiàn)AOP所必需的.Net知識(shí)。

4.2.1元數(shù)據(jù)（metadata）
4.2.1.1元數(shù)據(jù)概述

元數(shù)據(jù)是一種二進(jìn)制信息，用以對(duì)存儲(chǔ)在公共語言運(yùn)行庫（CLR）中可移植可執(zhí)行文件 (PE) 或存儲(chǔ)在內(nèi)存中的程序進(jìn)行描述。在.Net中，如果將代碼編譯為 PE 文件時(shí)，便會(huì)將元數(shù)據(jù)插入到該文件的一部分中，而該代碼被編譯成的Microsoft 中間語言 (MSIL)，則被插入到該文件的另一部分中。在模塊或程序集中定義和引用的每個(gè)類型和成員都將在元數(shù)據(jù)中進(jìn)行說明。執(zhí)行代碼時(shí)，運(yùn)行庫將元數(shù)據(jù)加載到內(nèi)存中，并引用它來發(fā)現(xiàn)有關(guān)代碼的類、成員、繼承等信息。

元數(shù)據(jù)以非特定語言的方式描述在代碼中定義的每一類型和成員。它存儲(chǔ)的信息包括程序集的信息，如程序集的版本、名稱、區(qū)域性和公鑰，以及該程序集所依賴的其他程序集；此外，它還包括類型的說明，包括類型的基類和實(shí)現(xiàn)的接口，類型成員（方法、字段、屬性、事件、嵌套的類型）。

在.Net Framework中，元數(shù)據(jù)是關(guān)鍵，該模型不再需要接口定義語言 (IDL) 文件、頭文件或任何外部組件引用方法。元數(shù)據(jù)允許 .NET 語言自動(dòng)以非特定語言的方式對(duì)其自身進(jìn)行描述，此外，通過使用Attribute，可以對(duì)元數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)展。元數(shù)據(jù)具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：

1. 自描述文件

公共語言運(yùn)行庫（CLR）模塊和程序集是自描述的。模塊的元數(shù)據(jù)包含與另一個(gè)模塊進(jìn)行交互所需的全部信息。元數(shù)據(jù)自動(dòng)提供COM中IDL的功能，允許將一個(gè)文件同時(shí)用于定義和實(shí)現(xiàn)。運(yùn)行庫模塊和程序集甚至不需要向操作系統(tǒng)注冊(cè)。運(yùn)行庫使用的說明始終反映編譯文件中的實(shí)際代碼，從而提高應(yīng)用程序的可靠性。

2．語言互用性和更簡(jiǎn)單的基于組件的設(shè)計(jì)

元數(shù)據(jù)提供所有必需的有關(guān)已編譯代碼的信息，以供您從用不同語言編寫的 PE 文件中繼承類。您可以創(chuàng)建用任何托管語言（任何面向公共語言運(yùn)行庫的語言）編寫的任何類的實(shí)例，而不用擔(dān)心顯式封送處理或使用自定義的互用代碼。

3．Attribute

.NET Framework允許在編譯文件中聲明特定種類的元數(shù)據(jù)（稱為Attribute）。在整個(gè) .NET Framework 中到處都可以發(fā)現(xiàn)Attribute的存在，Attribute用于更精確地控制運(yùn)行時(shí)程序如何工作。另外，用戶可以通過自定義屬性向 .NET Framework 文件發(fā)出用戶自己的自定義元數(shù)據(jù)。

4.2.1.2元數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)

在PE文件中與元數(shù)據(jù)有關(guān)的主要包括兩部分。一部分是元數(shù)據(jù)，它包含一系列的表和堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。每個(gè)元數(shù)據(jù)表都保留有關(guān)程序元素的信息。例如，一個(gè)元數(shù)據(jù)表說明代碼中的類，另一個(gè)元數(shù)據(jù)表說明字段等。如果您的代碼中有10個(gè)類，類表將有10行，每行為1個(gè)類。元數(shù)據(jù)表引用其他的表和堆。例如，類的元數(shù)據(jù)表引用方法表。元數(shù)據(jù)以四種堆結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)信息：字符串、Blob、用戶字符串和 GUID。所有用于對(duì)類型和成員進(jìn)行命名的字符串都存儲(chǔ)在字符串堆中。例如，方法表不直接存儲(chǔ)特定方法的名稱，而是指向存儲(chǔ)在字符串堆中的方法的名稱。

另一部分是MSIL指令，許多MSIL指令都帶有元數(shù)據(jù)標(biāo)記。元數(shù)據(jù)標(biāo)記在 PE 文件的 MSIL 部分中唯一確定每個(gè)元數(shù)據(jù)表的每一行。元數(shù)據(jù)標(biāo)記在概念上和指針相似，永久駐留在MSIL中，引用特定的元數(shù)據(jù)表。元數(shù)據(jù)標(biāo)記是一個(gè)四個(gè)字節(jié)的數(shù)字。最高位字節(jié)表示特定標(biāo)記（方法、類型等）引用的元數(shù)據(jù)表。剩下的三個(gè)字節(jié)指定與所說明的編程元素對(duì)應(yīng)的元數(shù)據(jù)表中的行。如果用C#定義一個(gè)方法并將其編譯到PE文件中，下面的元數(shù)據(jù)標(biāo)記可能存在于PE文件的MSIL部分：
0×06000004

最高位字節(jié) (0×06) 表示這是一個(gè)MethodDef標(biāo)記。低位的三個(gè)字節(jié) (000004) 指示公共語言運(yùn)行庫在 MethodDef 表的第四行查找對(duì)該方法定義進(jìn)行描述的信息。

表4.1 描述了PE文件中元數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其每部分的內(nèi)容：

表4.1  PE文件中的元數(shù)據(jù)

4.2.1.3元數(shù)據(jù)在運(yùn)行時(shí)的作用
由于在MSIL指令中包含了元數(shù)據(jù)標(biāo)記，因此，當(dāng)公共語言運(yùn)行庫（CLR）將代碼加載到內(nèi)存時(shí)，將向元數(shù)據(jù)咨詢?cè)摯a模塊中包含的信息。運(yùn)行庫對(duì)Microsoft 中間語言 (MSIL) 流執(zhí)行廣泛的分析，將其轉(zhuǎn)換為快速本機(jī)指令。運(yùn)行庫根據(jù)需要使用實(shí)時(shí) (JIT) 編譯器將 MSIL 指令轉(zhuǎn)換為本機(jī)代碼，每次轉(zhuǎn)換一個(gè)方法。例如，有一個(gè)類APP，其中包含了Main()方法和Add()方法：
using System; 

public class App
{
   public static int Main()
   {
      int ValueOne = 10;
      int ValueTwo = 20;       
      Console.WriteLine(”The Value is: {0}”, Add(ValueOne, ValueTwo));
      return 0;
   }
   public static int Add(int One, int Two)
   {
      return (One + Two);
   }
}

通過運(yùn)行庫，這段代碼被加載到內(nèi)存中，并被轉(zhuǎn)化為MSIL：
.entrypoint
.maxstack  3
.locals ([0] int32 ValueOne,
         [1] int32 ValueTwo,
         [2] int32 V_2,
         [3] int32 V_3)
IL_0000:  ldc.i4.s   10
IL_0002:  stloc.0
IL_0003:  ldc.i4.s   20
IL_0005:  stloc.1
IL_0006:  ldstr      “The Value is: {0}”
IL_000b:  ldloc.0
IL_000c:  ldloc.1
IL_000d:  call int32 ConsoleApplication.MyApp::Add(int32,int32) /* 06000003 */

JIT 編譯器讀取整個(gè)方法的 MSIL，對(duì)其進(jìn)行徹底地分析，然后為該方法生成有效的本機(jī)指令。在 IL_000d 遇到 Add 方法 (/* 06000003 */) 的元數(shù)據(jù)標(biāo)記，運(yùn)行庫使用該標(biāo)記參考 MethodDef 表的第三行。

表4.2顯示了說明 Add 方法的元數(shù)據(jù)標(biāo)記所引用的 MethodDef 表的一部分：

表4.2 元數(shù)據(jù)標(biāo)記

該表的每一列都包含有關(guān)代碼的重要信息。RVA 列允許運(yùn)行庫計(jì)算定義該方法的 MSIL 的起始內(nèi)存地址。ImplFlags 和 Flags 列包含說明該方法的位屏蔽（例如，該方法是公共的還是私有的）。Name 列對(duì)來自字符串堆的方法的名稱進(jìn)行了索引。Signature 列對(duì)在 Blob 堆中的方法簽名的定義進(jìn)行了索引。

通過利用元數(shù)據(jù)，我們就可以獲得類的相關(guān)信息。如上所述，在類APP的MethodDef表中，可以獲得類APP的三個(gè)方法，以及方法的Flags和方法簽名。而在.Net中，則提供了反射技術(shù)，來支持這種對(duì)元數(shù)據(jù)信息的獲取。可以說，正是因?yàn)橛辛嗽獢?shù)據(jù)，才使得AOP的攔截與織入功能的實(shí)現(xiàn)成為可能。

4.2.2 Attribute
4.2.2.1 Attribute概述

通過對(duì).Net元數(shù)據(jù)的分析，我們知道可以通過Attribute來擴(kuò)展元數(shù)據(jù)。那么什么是Attribute？在MSDN中，Attribute被定義為“是被指定給某一聲明的一則附加的聲明性信息”。 我們可以通過Attribute來定義設(shè)計(jì)層面的信息以及運(yùn)行時(shí)（run-time）信息，也可以利用Attribute建立自描述（self-describing）組件。

Attribute可應(yīng)用于任何目標(biāo)元素，我們可以通過AttributeTargets枚舉指定其施加的目標(biāo)，AttributeTargets枚舉在.Net中的定義如下：
public enum AttributeTargets
{
   All=16383,
   Assembly=1,
   Module=2,
   Class=4,
   Struct=8,
   Enum=16,
   Constructor=32,
   Method=64,
   Property=128,
   Field=256,
   Event=512,
   Interface=1024,
   Parameter=2048,
   Delegate=4096,
   ReturnValue=8192
}

作為參數(shù)的AttributeTarges的值允許通過“或”操作來進(jìn)行多個(gè)值的組合，如果你沒有指定參數(shù)，那么默認(rèn)參數(shù)就是All 。

不管是.Net Framework提供的Attribute，還是用戶自定義Attribute，都是通過[]施加到目標(biāo)元素上。雖然Attribute的用法與通常的類型不一樣，但在.Net內(nèi)部，Attribute本質(zhì)上還是一個(gè)類。但是，Attribute類的實(shí)例化發(fā)生在編譯時(shí)，而非運(yùn)行時(shí)，因而達(dá)到了擴(kuò)展元數(shù)據(jù)的目的。一個(gè)Attribute的多個(gè)實(shí)例可應(yīng)用于同一個(gè)目標(biāo)元素；并且Attribute可由從目標(biāo)元素派生的元素繼承。

4.2.2.2自定義Attribute
.Net Framework支持用戶自定義Attribute。自定義Attribute的方法與定義類一樣，唯一不同之處是自定義的Attribute必須繼承Attribute類。Attribute類包含用于訪問和測(cè)試自定義Attribute的簡(jiǎn)便方法。其中，Attribute類的構(gòu)造函數(shù)為protected，只能被Attribute的派生類調(diào)用。Attribute類包含的方法主要為：

1．三個(gè)靜態(tài)方法
static Attribute GetCustomAttribute():這個(gè)方法有8種重載的版本，它被用來取出施加在類成員上指定類型的Attribute。
static Attribute[] GetCustomAttributes(): 這個(gè)方法有16種重載版本，用來取出施加在類成員上指定類型的Attribute數(shù)組。
static bool IsDefined()：有八種重載版本，看是否指定類型的定制attribute被施加到類的成員上面。

2．兩個(gè)實(shí)例方法
bool IsDefaultAttribute(): 如果Attribute的值是默認(rèn)的值，那么返回true。
bool Match():表明這個(gè)Attribute實(shí)例是否等于一個(gè)指定的對(duì)象。

3．公共屬性
TypeId: 得到一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)，這個(gè)標(biāo)識(shí)被用來區(qū)分同一個(gè)Attribute的不同實(shí)例。

通過自定義Attribute，可使得用戶自定義的信息與Attribute施加的類本身相關(guān)聯(lián)。例如，給定一個(gè)自定義的 .NET 屬性，我們就可以輕松地將調(diào)用跟蹤Attribute與類的方法相關(guān)聯(lián)：
public class Bar
{
    [CallTracingAttribute(”In Bar ctor”)]
    public Bar() {}
    [CallTracingAttribute(”In Bar.Calculate method”)]
    public int Calculate(int x, int y){ return x + y; }
}

請(qǐng)注意，方括號(hào)中包含 CallTracingAttribute 和訪問方法時(shí)輸出的字符串。這是將自定義元數(shù)據(jù)與 Bar 的兩個(gè)方法相關(guān)聯(lián)的Attribute語法。該自定義的Attribute實(shí)現(xiàn)，如下所示：
using System;
using System.Reflection;

[AttributeUsage( AttributeTargets.ClassMembers, AllowMultiple = false )]
public class CallTracingAttribute : Attribute
{    
    private string m_TracingInfo;
    public CallTracingAttribute(string info)
    {
        m_TracingInfo = info;
    }
    public string TracingInfo
    {
        get {return tracingInfo;}
    }
}

通過自定義的CallTracingAttribute，將一段Tracing信息施加到類Bar的構(gòu)造函數(shù)和方法Calculate上。我們可以利用反射技術(shù)與Attribute類提供的方法，來獲得Bar類的元數(shù)據(jù)中包含的Attribute信息，如：
public class Test
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        System.Reflection.MemberInfo info = typeof(Bar);
        CallTracingAttribute attribute = (CallTracingAttribute) Attribute.GetCustomAttribute(info,typeof(CallTracingAttribute));
        if (attribute != null)
        {
             Console.WriteLine(“Tracing Information:{0}”,attribute.TracingInfo);
        }
    }
}

4.2.2.3上下文（Context）和Attribute
所謂上下文（Context），是指一個(gè)邏輯上的執(zhí)行環(huán)境。每一個(gè)應(yīng)用程序域都有一個(gè)或多個(gè)Context，.Net中的所有對(duì)象都會(huì)在相應(yīng)的Context中創(chuàng)建和運(yùn)行。如圖4.1所示，它顯示了一個(gè)安全地存在于Context的對(duì)象：

圖4.1 安全地存在于Context的對(duì)象

在圖4.1中，上下文（Context）提供了錯(cuò)誤傳播、事務(wù)管理和同步功能，而對(duì)象的創(chuàng)建和運(yùn)行就存在于該Context中。在.Net中，提供了ContextBoundObject類，它代表的含義就是該對(duì)象應(yīng)存在于指定的Context邊界中（Object that will be bound with a context）。凡是繼承了ContextBoundObject類的類類型，就自動(dòng)具備了對(duì)象與Context之間的關(guān)系。事實(shí)上，如果一個(gè)類對(duì)象沒有繼承自ContextBoundObject，則該對(duì)象默認(rèn)會(huì)創(chuàng)建和運(yùn)行在應(yīng)用程序域的default context中，而繼承自ContextBoundObject的類對(duì)象，在其對(duì)象實(shí)例被激活時(shí)，CLR將自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的Context供其生存。

如果需要判定ContextBoundObject類型對(duì)象所認(rèn)定的Context，只需要為該類型對(duì)象施加ContextAttribute即可。ContextAttribute類繼承了Attribute類，它是一個(gè)特殊的Attribute，通過它，可以獲得對(duì)象需要的合適的執(zhí)行環(huán)境，即Context（上下文）。同時(shí)，ContextAttribute還實(shí)現(xiàn)了IContextAttribute和IContextProperty接口。

由于在施加Attribute時(shí)，只需要獲取ContextBoundObject類型的Context屬性，因此，我們也可以自定義Attribute，只需要該自定義的Attribute實(shí)現(xiàn)IContextAttribute即可。IContextAttribute接口的定義如下：
public interface IContextAttribute
{
    bool IsContextOK(Context ctx, IConstructionCallMessage ctorMsg);
    void GetPropertiesForNewContext(IConstructionCallMessage ctorMsg);
}

每個(gè)context attribute在context的構(gòu)造階段（通常是由ContextBoundObject對(duì)象構(gòu)造動(dòng)作引發(fā)的）會(huì)被首先問到IsContextOK，就是說新創(chuàng)建的這個(gè)ContextBoundObjec（通過ctorMsg可以知道是哪個(gè)對(duì)象的哪個(gè)構(gòu)造方法被用來構(gòu)造ContextBoundObjec對(duì)象的）能不能在給定的ctx中存在？這個(gè)目的主要是減少應(yīng)用程序域中潛在的context的數(shù)量，如果某些ContextBoundObjec類型可以共用一個(gè)有所需特性的執(zhí)行環(huán)境的話，就可以不用再創(chuàng)建新的環(huán)境，而只要在已有的環(huán)境中構(gòu)造并執(zhí)行就好了。

如果ContextBoundObjec類型上設(shè)置的所有context attributes都認(rèn)同給定的context（也即調(diào)用代碼所處的context）是正確地的（此時(shí)IsContextOK均返回true），那么新的ContextBoundObjec就會(huì)被綁定到這個(gè)context上。否則，只有有一個(gè)attribute返回false，就會(huì)立即創(chuàng)建一個(gè)新的context。然后，CLR會(huì)再一次詢問每一個(gè)context attribute新構(gòu)造的context是否正確，由于Context已經(jīng)被重新創(chuàng)建，通常此時(shí)返回的結(jié)果應(yīng)為false。那么，Context構(gòu)造程序就會(huì)調(diào)用其GetPropertiesForNewContext()方法，context attribute可以用這個(gè)方法傳入的構(gòu)造器方法調(diào)用信息（ctorMsg）中的context properties列表（ContextProperties）來為新建的context增加所需的context properties。

從AOP的角度來看，Context類似于前面分析的橫切關(guān)注點(diǎn)，那么利用我們自定義的Context Attribute，就可以獲得對(duì)象它所存在的上下文，從而建立業(yè)務(wù)對(duì)象與橫切關(guān)注點(diǎn)之間的關(guān)系。

4.2.3代理（Proxy）
在程序設(shè)計(jì)中使用代理（Proxy），最重要的目的是可以通過利用代理對(duì)象，實(shí)現(xiàn)代理所指向的真實(shí)對(duì)象的訪問。在GOF的《設(shè)計(jì)模式》中，將代理（Proxy）模式分為四種：
1、遠(yuǎn)程代理（Remote Proxy）。它為一個(gè)位于不同的地址空間的對(duì)象提供一個(gè)局域代表對(duì)象。這個(gè)不同的地址空間可以是在本機(jī)器中，亦可是在另一臺(tái)機(jī)器中。
2、虛代理（Virtual Proxy）。它能夠根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)資源消耗較大的對(duì)象，使得此對(duì)象只在需要時(shí)才會(huì)被真正創(chuàng)建。
3、保護(hù)代理（Protection Proxy）。它控制對(duì)原始對(duì)象的訪問，如果需要可以給不同的用戶提供不同級(jí)別的使用權(quán)限。
4、智能引用代理（Smart Reference Proxy）。它取代了簡(jiǎn)單的指針，在訪問一個(gè)對(duì)象時(shí)，提供一些額外的操作。例如，對(duì)指向?qū)嶋H對(duì)象的引用計(jì)數(shù)，這樣當(dāng)該對(duì)象沒有引用時(shí)，可以自動(dòng)釋放它。當(dāng)?shù)谝淮我靡粋€(gè)持久對(duì)象時(shí)，智能引用可以將該對(duì)象裝入內(nèi)存。在訪問一個(gè)實(shí)際對(duì)象前，檢查該對(duì)象是否被鎖定，以確保其他對(duì)象不能改變它。

在.Net Remoting中，采用了遠(yuǎn)程代理（Remote Proxy）模式。采用代理技術(shù)，使得對(duì)象可以在兩個(gè)不同的應(yīng)用程序域（甚至可以是兩臺(tái)不同的機(jī)器）之間傳遞。代理在.Net中被分為透明代理（Transparent Proxy）和真實(shí)代理（Real Proxy）。Transparent Proxy的目標(biāo)是在 CLR 中在 IL 層面最大程度扮演被代理的遠(yuǎn)端對(duì)象，從類型轉(zhuǎn)換到類型獲取，從字段訪問到方法調(diào)用。對(duì) CLR 的使用者來說，Transparent Proxy和被其代理的對(duì)象完全沒有任何區(qū)別，只有通過 RemotingServices.IsTransparentProxy 才能區(qū)分兩者的區(qū)別。Real Proxy則是提供給 CLR 使用者擴(kuò)展代理機(jī)制的切入點(diǎn)，通過從Real Proxy繼承并實(shí)現(xiàn) Invoke 方法，用戶自定義代理實(shí)現(xiàn)可以自由的處理已經(jīng)被從棧調(diào)用轉(zhuǎn)換為消息調(diào)用的目標(biāo)對(duì)象方法調(diào)用，如實(shí)現(xiàn)緩存、身份驗(yàn)證、安全檢測(cè)、延遲加載等等。

如果我們希望自己定義的代理類能夠“模仿”真實(shí)對(duì)象的能力，首先就需要實(shí)現(xiàn)透明代理。然而，CLR中雖然提供了這樣一個(gè)透明代理類（_TransparentProxy），我們卻不能讓自己的代理類從透明代理類派生，也不能通過自定義Attribute、實(shí)現(xiàn)標(biāo)志性接口等方式將代理類標(biāo)識(shí)為透明代理，從而讓CLR能夠認(rèn)識(shí)。要獲取透明代理，必須要提供一個(gè)真實(shí)代理。一個(gè)真實(shí)代理是一個(gè)從System.Runtime.Remoting.Proxies.RealProxy派生而來的類。這個(gè)RealProxy類的首要功能就是幫我們?cè)谶\(yùn)行期動(dòng)態(tài)生成一個(gè)可以透明兼容于某一個(gè)指定類的透明代理類實(shí)例。從RealProxy的源代碼，可以看出透明代理和真實(shí)代理之間的關(guān)系：
namespace System.Runtime.Remoting.Proxies
{
  abstract public class RealProxy
  {
    protected RealProxy(Type classToProxy) : this(classToProxy, (IntPtr)0, null){}
    protected RealProxy(Type classToProxy, IntPtr stub, Object stubData)
    {
      if(!classToProxy.IsMarshalByRef && !classToProxy.IsInterface)
        throw new ArgumentException(…);

      if((IntPtr)0 == stub)
      {
        stub = _defaultStub;
        stubData = _defaultStubData;
      }

      _tp = null;

      if (stubData == null)
        throw new ArgumentNullException(”stubdata”);

      _tp = RemotingServices.CreateTransparentProxy(this, classToProxy, stub, stubData);
    }
    public virtual Object GetTransparentProxy()
    {
      return _tp;
    }
  }
}

很明顯，透明代理（Transparent Proxy）是在RealProxy類的構(gòu)造函數(shù)中，調(diào)用RemotingServices.CreateTransparentProxy()方法動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的。CreateTransparentProxy()方法將把被代理的類型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的由 CLR 在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建的 RuntimeType 類型，進(jìn)而調(diào)用 Internal 方法完成TransparentProxy的創(chuàng)建。通過GetTransparentProxy()方法，就可以獲得創(chuàng)建的這個(gè)透明代理對(duì)象。因此，要定義自己的真實(shí)代理對(duì)象，只需要繼承RealProxy類即可：
using System.Runtime.Remoting.Proxies;

public class MyRealProxy: RealProxy
{
  public MyRealProxy(Type classToProxy): base(classToProxy)
  {
    …
  }
}

透明代理和真實(shí)代理在上下文（Context）中，會(huì)起到一個(gè)偵聽器的作用。首先，透明代理將調(diào)用堆棧序列化為一個(gè)稱為消息（Message）的對(duì)象，然后再將消息傳遞給真實(shí)代理。真實(shí)代理接收消息，并將其發(fā)送給第一個(gè)消息接收進(jìn)行處理。第一個(gè)消息接收對(duì)消息進(jìn)行預(yù)處理，將其繼續(xù)發(fā)送給位于客戶端和對(duì)象之間的消息接收堆棧中的下一個(gè)消息接收，然后對(duì)消息進(jìn)行后處理。下一個(gè)消息接收也如此照辦，以此類推，直到到達(dá)堆棧構(gòu)建器接收，它將消息反序列化回調(diào)用堆棧，調(diào)用對(duì)象，序列化出站參數(shù)和返回值，并返回到前面的消息接收。這個(gè)調(diào)用鏈如圖4.2所示。

圖4.2 代理（Proxy）偵聽消息的順序

由于透明代理完全等同于其代理的對(duì)象，因此，當(dāng)我們偵聽到代理對(duì)象被調(diào)用的消息時(shí)，就可以截取該消息，并織入需要執(zhí)行的方面邏輯，完成橫切關(guān)注邏輯與核心邏輯的動(dòng)態(tài)代碼織入。

4.3 .Net平臺(tái)下AOP技術(shù)實(shí)現(xiàn)
4.3.1實(shí)現(xiàn)原理
根據(jù)對(duì).Net中元數(shù)據(jù)（Metadata）、Attribute、上下文（Context）、代理（Proxy）等技術(shù)要素的分析，要在.Net中實(shí)現(xiàn)AOP，首先需要獲得一個(gè)類對(duì)象的上下文（Context），則其前提就是這個(gè)類必須從System.ContextBoundObject類派生。這個(gè)類對(duì)象就相當(dāng)于AOP中的核心關(guān)注點(diǎn)，而類對(duì)象的上下文則屬于AOP的橫切關(guān)注點(diǎn)。很顯然，只需要利用上下文，就可以方便的實(shí)現(xiàn)核心關(guān)注點(diǎn)和橫切關(guān)注點(diǎn)的分離。

正如圖4.1所示，對(duì)象是存在于上下文中的。利用自定義Attribute，可以建立對(duì)象與上下文之間的關(guān)聯(lián)。Attribute可以擴(kuò)展對(duì)象的元數(shù)據(jù)，從而標(biāo)識(shí)出該對(duì)象屬于其中的一個(gè)或多個(gè)Aspect。一旦該對(duì)象實(shí)例被創(chuàng)建或調(diào)用時(shí)，就可以利用反射技術(shù)獲得該對(duì)象的自定義Attribute。為使得對(duì)象的元數(shù)據(jù)與上下文關(guān)聯(lián)起來，就要求這個(gè)自定義的Attribute必須實(shí)現(xiàn)接口IContextAttribute。

獲得了對(duì)象的上下文之后，透明代理與真實(shí)代理就能夠?qū)υ搶?duì)象的方法調(diào)用（包括構(gòu)造函數(shù)）進(jìn)行偵聽，并完成消息的傳遞。傳遞的消息可以被Aspect截取，同時(shí)利用真實(shí)代理，也可以完成對(duì)業(yè)務(wù)對(duì)象的Decorate，將Aspect邏輯注入到業(yè)務(wù)對(duì)象中。由于在大型的企業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，橫切關(guān)注點(diǎn)會(huì)包括事務(wù)管理、日志管理、權(quán)限控制等多方面，但由于方面（Aspect）在技術(shù)上的共同特性，我們可以利用.Net的相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面（Aspect）的核心類庫，所有的橫切關(guān)注點(diǎn)邏輯，都可以定義為派生這些類庫的類型，從而真正在.Net中實(shí)現(xiàn)AOP技術(shù)。

4.3.2 AOP公共類庫
4.3.2.1 AOP Attribute
如上所述，要實(shí)現(xiàn)AOP技術(shù)，首先需要自定義一個(gè)Attribute。該自定義Attribute必須實(shí)現(xiàn)IContextAttribute，因此其定義如下所示：
using System;
using System.Runtime.Remoting.Contexts;
using System.Runtime.Remoting.Activation;

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]
public abstract class AOPAttribute:Attribute,IContextAttribute
{
    private string m_AspectXml;
    private const string CONFIGFILE = @”configuration\aspect.xml”;
    public AOPAttribute()                    
    {
        m_AspectXml = CONFIGFILE;
    }   
    public AOPAttribute(string aspectXml)
    {
        this.m_AspectXml = aspectXml;
    }  
    protected abstract AOPProperty GetAOPProperty();

    #region IContextAttribute Members
    public sealed void GetPropertiesForNewContext(IConstructionCallMessage ctorMsg)
    {
        AOPProperty property = GetAOPProperty();    
        property.AspectXml = m_AspectXml;     
        ctorMsg.ContextProperties.Add(property);
    }
    public bool IsContextOK(Context ctx, IConstructionCallMessage ctorMsg)
    {
        return false;
    }
}

類AOPAttribute除了繼承System.Attribute類之外，關(guān)鍵之處在于實(shí)現(xiàn)了接口IContextAttribute接口。接口方法GetPropertiesForNewContext()其功能是向Context添加屬性（Property）集合，這個(gè)集合是IConstructionCallMessage對(duì)象的ContextProperties屬性。而接口方法IsContextOK()，則用于判斷Context中是否存在指定的屬性。這個(gè)方法會(huì)在Context的構(gòu)造階段（通常是由被施加了AOPAttribute的業(yè)務(wù)對(duì)象在創(chuàng)建時(shí)引發(fā)的）被調(diào)用，如果返回false，會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的Context。

GetAOPProperty()方法是一個(gè)受保護(hù)的抽象方法，繼承AOPAttribute的子類將重寫該方法，返回一個(gè)AOPProperty對(duì)象。在這里，我們利用了Template Method模式，通過該方法創(chuàng)建符合條件的AOPProperty對(duì)象，并被GetPropertiesForNewContext()方法添加到屬性集合中。

抽象類AOPAttribute是所有與方面有關(guān)的Attribute的公共基類。所有方面的相關(guān)Attribute均繼承自它，同時(shí)實(shí)現(xiàn)GetAOPProperty()方法，創(chuàng)建并返回與之對(duì)應(yīng)的AOPProperty對(duì)象。

4.3.2.2 AOP Property
ContextProperties是一個(gè)特殊的集合對(duì)象，它存放的是對(duì)象被稱為Context Property，是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了IContextProperty接口的對(duì)象，這個(gè)對(duì)象可以為相關(guān)的Context提供一些屬性。IContextProperty接口的定義如下：
public interface IContextProperty
{
    string Name { get; }
    bool IsNewContextOK(Context newCtx);
    void Freeze(Context newCtx);
}

IContextProperty接口的Name屬性，表示Context Property的名字，Name屬性值要求在整個(gè)Context中必須是唯一的。IsNewContextOK()方法用于確認(rèn)Context是否存在沖突的情況。而Freeze()方法則是通知Context Property，當(dāng)新的Context構(gòu)造完成時(shí)，則進(jìn)入Freeze狀態(tài)（通常情況下，F(xiàn)reeze方法僅提供一個(gè)空的實(shí)現(xiàn)）。

由于IContextProperty接口僅僅是為Context提供一些基本信息，它并不能完成對(duì)方法調(diào)用消息的截取。根據(jù)對(duì)代理技術(shù)的分析，要實(shí)現(xiàn)AOP，必須在方法調(diào)用截取消息傳遞，并形成一個(gè)消息鏈Message Sink。因此，如果需要向所在的Context的Transparent Proxy/Real Proxy中植入Message Sink，Context Property還需要提供Sink的功能。所幸的是，.Net已經(jīng)提供了實(shí)現(xiàn)MessageSink功能的相關(guān)接口，這些接口的命名規(guī)則為IContributeXXXSink，XXX代表了四種不同的Sink：Envoy，ClientContext，ServerContext，Object。這四種接口有其相似之處，都只具有一個(gè)方法用于返回一個(gè)IMessageSink對(duì)象。由于我們需要獲取的透明代理對(duì)象，是能夠穿越不同的應(yīng)用程序域的。在一個(gè)應(yīng)用程序域收到其他應(yīng)用程序域的對(duì)象，則該對(duì)象在.Net中被稱為Server Object，該對(duì)象所處的Context也被稱為Server Context。我們?cè)?Net中實(shí)現(xiàn)AOP，其本質(zhì)正是要獲得對(duì)象的Server Context，并截取該Context中的方法調(diào)用消息，因而Context Property對(duì)象應(yīng)該實(shí)現(xiàn)IContributeServerContextSink接口。事實(shí)上，也只有IContributeServerContextSink接口的GetServerContextSink()方法，才能攔截包括構(gòu)造函數(shù)在內(nèi)的所有方法的調(diào)用。

因此，AOP Property最終的定義如下：
using System;
using System.Runtime.Remoting.Activation;
using System.Runtime.Remoting.Contexts;
using System.Runtime.Remoting.Messaging;

public abstract class AOPProperty : IContextProperty, IContributeServerContextSink
{
    private string m_AspectXml;
    public AOPProperty()
    {
        m_AspectXml = string.Empty;          
    }
    public string AspectXml
    {
        set { m_AspectXml = value; }
    }
    protected abstract IMessageSink CreateAspect(IMessageSink nextSink);
    protected virtual string GetName()
    {
        return “AOP”;
    }
    protected virtual void FreezeImpl(Context newContext)
    {
        return;
    }
    protected virtual bool CheckNewContext(Context newCtx)
    {
        return true;
    }

    #region IContextProperty Members
    public void Freeze(Context newContext)
    {
        FreezeImpl(newContext);
    }
    public bool IsNewContextOK(Context newCtx)
    {
        return CheckNewContext(newCtx);
    }
    public string Name
    {
        get { return GetName(); }
    }
    #endregion

    #region IContributeServerContextSink Members
    public IMessageSink GetServerContextSink(IMessageSink nextSink)
    {
        Aspect aspect = (Aspect)CreateAspect(nextSink);           
        aspect.ReadAspect(m_AspectXml,Name);           
        return (IMessageSink)aspect;
    }
    #endregion
}

在抽象類AOPProperty中，同樣利用了Template Method模式，將接口IContextProperty的方法的實(shí)現(xiàn)利用受保護(hù)的虛方法延遲到繼承AOPProperty的子類中。同時(shí)，對(duì)于接口IContributeServerContextSink方法GetServerContextSink()，則創(chuàng)建并返回了一個(gè)Aspect類型的對(duì)象，Aspect類型實(shí)現(xiàn)了IMessageSink接口，它即為AOP中的方面，是所有方面（Aspect）的公共基類。

AOPProperty類作為抽象類，是所有與上下文有關(guān)的Property的公共基類。作為Context Property應(yīng)與Aspect相對(duì)應(yīng)，且具體的AOPProperty類對(duì)象應(yīng)在AOPAttribute的子類中創(chuàng)建并獲得。

4.3.2.3 Aspect與PointCut
Aspect類是AOP的核心，它的本質(zhì)是一個(gè)Message Sink，代理正是通過它進(jìn)行消息的傳遞，并截獲方法間傳遞的消息。Aspect類實(shí)現(xiàn)了IMessageSink接口，其定義如下：
public interface IMessageSink
{
    IMessage SyncProcessMessage(IMessage msg);
    IMessageCtrl AsyncProcessMessage(IMessage msg, IMessageSink replySink);
    IMessageSink NextSink { get; }    
}

IMessageSink接口利用NextSink將多個(gè)Message Sink連接起來，以形成一個(gè)消息接收器鏈；而SyncProcessMessage()和AsyncProcessMessage()方法則分別用于同步和異步操作，它們?cè)谙鬟f的時(shí)候被調(diào)用。

注意方法SyncProcessMessage()中的參數(shù)，是一個(gè)IMessage接口類型的對(duì)象。在.Net中，IMethodCallMessage和IMethodReturnMessage接口均繼承自IMessage接口，前者是調(diào)用方法的消息，而后者則是方法被調(diào)用后的返回消息。利用這兩個(gè)接口對(duì)象，就可以獲得一個(gè)對(duì)象方法的切入點(diǎn)。因此，一個(gè)最簡(jiǎn)單的Aspect實(shí)現(xiàn)應(yīng)該如下：
    public abstract class Aspect : IMessageSink
    {     
        private IMessageSink m_NextSink;

        public AOPSink(IMessageSink nextSink)
        {
            m_NextSink = nextSink;        
        }
        public IMessageSink NextSink
        {
            get { return m_NextSink; }
        }
        public IMessage SyncProcessMessage(IMessage msg)
        {
            IMethodCallMessage call = msg as IMethodCallMessage;
            if (call == null)
            {
                 return null;
            }

            IMessage retMsg = null;
            BeforeProcess();
            retMsg = m_NextSink.SyncProcessMessage(msg);
            AfterProcess();
            return retMsg;
        }
        public IMessageCtrl AsyncProcessMessage(IMessage msg, IMessageSink replySink)
        {
             return null;
        }
        private void BeforeProcess()
        {
             //方法調(diào)用前的實(shí)現(xiàn)邏輯；
        }
        private void AfterProcess()
        {
             //方法調(diào)用后的實(shí)現(xiàn)邏輯；
        }
    }

注意在方法SyncProcessMessage()中，IMessageSink對(duì)象m_NextSink通過Aspect構(gòu)造函數(shù)賦值為業(yè)務(wù)對(duì)象的透明代理，在調(diào)用m_NextSink的SyncProcessMessage()方法時(shí)，此時(shí)調(diào)用的是與該透明代理對(duì)應(yīng)的真實(shí)代理。如果在消息接收鏈中還存在代理，在方法調(diào)用將會(huì)沿著消息鏈不斷的向后執(zhí)行。而對(duì)于一個(gè)業(yè)務(wù)對(duì)象而言，此時(shí)的IMessage即為該對(duì)象中被調(diào)用的方法，SyncProcessMessage(msg)就相當(dāng)于執(zhí)行了該方法。而在m_NextSink.SyncProcessMessage(msg)方法前后執(zhí)行BeforeProcess()和AfterProcess()，就完成了對(duì)方法的截取，并將自己的Aspect邏輯織入到業(yè)務(wù)對(duì)象的方法調(diào)用中，從而實(shí)現(xiàn)了AOP。

然而對(duì)于AOP技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用而言，并非業(yè)務(wù)對(duì)象的所有方法都需要被截取進(jìn)而進(jìn)行方面的織入。也即是說，切入點(diǎn)（PointCut）必須實(shí)現(xiàn)可被用戶定義。而所謂切入點(diǎn)，實(shí)際上是業(yè)務(wù)對(duì)象方法與Advice之間的映射關(guān)系。在.Net中，我們可以通過集合對(duì)象來管理這個(gè)映射關(guān)系。由于Advice包括Before Advice和After Advice，因此，在Aspect類中應(yīng)該定義兩個(gè)集合對(duì)象：
private SortedList m_BeforeAdvices;
private SortedList m_AfterAdvices;

在添加PointCut時(shí)，是將方法名和具體的Advice對(duì)象建立映射，根據(jù)SortedList集合的特性，我們將方法名作為SortedList的Key，而Advice則作為SortedList的Value：
        protected virtual void AddBeforeAdvice(string methodName, IBeforeAdvice before)
        {
            lock (this.m_BeforeAdvices)
            {
                if (!m_BeforeAdvices.Contains(methodName))
                {
                    m_BeforeAdvices.Add(methodName, before);
                }
            }
        }
        protected virtual void AddAfterAdvice(string methodName, IAfterAdvice after)
        {
            lock (this.m_AfterAdvices)
            {
                if (!m_AfterAdvices.Contains(methodName))
                {
                    m_AfterAdvices.Add(methodName, after);
                }
            }
        }

在向SortedList添加PointCut時(shí)，需要先判斷集合中是否已經(jīng)存在該P(yáng)ointCut。同時(shí)考慮到可能存在并發(fā)處理的情況，在添加PointCut時(shí)，利用lock對(duì)該操作進(jìn)行了加鎖，避免并發(fā)處理時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。

建立了方法名和Advice的映射關(guān)系，在執(zhí)行SyncProcessMessage()方法，就可以根據(jù)IMessage的值，獲得業(yè)務(wù)對(duì)象被調(diào)用方法的相關(guān)屬性，然后根據(jù)方法名，找到其對(duì)應(yīng)的Advice，從而執(zhí)行相關(guān)的Advice代碼：
       public IMessage SyncProcessMessage(IMessage msg)
       {           
             IMethodCallMessage call = msg as IMethodCallMessage;
             string methodName = call.MethodName.ToUpper();
             IBeforeAdvice before = FindBeforeAdvice(methodName);
             if (before != null)
             {
                  before.BeforeAdvice(call);
             }           
             IMessage retMsg = m_NextSink.SyncProcessMessage(msg);
             IMethodReturnMessage reply = retMsg as IMethodReturnMessage;
             IAfterAdvice after = FindAfterAdvice(methodName);
             if (after != null)
             {
                   after.AfterAdvice(reply);
             }
             return retMsg;
        }

其中FindBeforeAdvice()和FindAfterAdvice()方法完成key和value的查找工作，分別的定義如下：
        public IBeforeAdvice FindBeforeAdvice(string methodName)
        {
            IBeforeAdvice before;
            lock (this.m_BeforeAdvices)
            {
                before = (IBeforeAdvice)m_BeforeAdvices[methodName];
            }
            return before;
        }
        public IAfterAdvice FindAfterAdvice(string methodName)
        {
            IAfterAdvice after;
            lock (this.m_AfterAdvices)
            {
                after = (IAfterAdvice)m_AfterAdvices[methodName];
            }
            return after;
        }

在找到對(duì)應(yīng)的Advice對(duì)象后，就可以調(diào)用Advice對(duì)象的相關(guān)方法，完成方面邏輯代碼的織入。

那么，PointCut是在什么時(shí)候添加的呢？我們可以在AOP的配置文件（Aspect.xml）中配置PointCut，然后在Aspect類中，通過ReadAspect()方法，讀入配置文件，獲取PointCut以及Aspect需要的信息，包括方法名和Advice對(duì)象（通過反射動(dòng)態(tài)創(chuàng)建），在執(zhí)行AddBeforeAdvice()和AddAfterAdvice()方法將PointCut添加到各自的集合對(duì)象中：
public void ReadAspect(string aspectXml,string aspectName)
{
    IBeforeAdvice before = (IBeforeAdvice)Configuration.GetAdvice(aspectXml,aspectName,Advice.Before);
    string[] methodNames = Configuration.GetNames(aspectXml,aspectName,Advice.Before);
    foreach (string name in methodNames)
    {
         AddBeforeAdvice(name,before);
    }
    IAfterAdvice after = (IAfterAdvice)Configuration.GetAdvice(aspectXml,aspectName,Advice.After);
    string[] methodNames = Configuration.GetNames(aspectXml,aspectName,Advice.After);
    foreach (string name in methodNames)
    {
         AddAfterAdvice(name,after);
    }   
}

一個(gè)Aspect的配置文件示例如下：
<aop>
    <aspect value =”LogAOP”>
        <advice type=”before” assembly=”AOP.Advice” class=”AOP.Advice.LogAdvice”>
     <pointcut>ADD</pointcut>
     <pointcut>SUBSTRACT</pointcut>
 </advice>
 <advice type=”after” assembly=”AOP.Advice” class=”AOP.Advice.LogAdvice”>
     <pointcut>ADD</pointcut>
     <pointcut>SUBSTRACT</pointcut>
 </advice>
    </aspect> 
</aop>

配置文件中，元素Advice的assembly屬性和class屬性值，是利用反射創(chuàng)建Advice對(duì)象所需要的信息。另外，Aspect的名字應(yīng)與方面的Property名保持一致，因?yàn)镽eadAspect()方法是通過AOPProperty名字來定位配置文件的Aspect。

4.3.2.4 Advice
在Aspect類中，已經(jīng)使用了Advice對(duì)象。根據(jù)類別不同，這些Advice對(duì)象分別實(shí)現(xiàn)IBeforeAdvice接口和IAfterAdvice接口：
using System;
using System.Runtime.Remoting.Messaging;

public interface IBeforeAdvice
{
    void BeforeAdvice(IMethodCallMessage callMsg);
}
public interface IAfterAdvice
{
    void AfterAdvice(IMethodReturnMessage returnMsg);
}

接口方法應(yīng)該實(shí)現(xiàn)具體的方面邏輯，同時(shí)可以通過IMethodCallMessage對(duì)象獲得業(yè)務(wù)對(duì)象的調(diào)用方法信息，通過IMethodReturnMessage對(duì)象獲得方法的返回信息。

4.4 .Net平臺(tái)AOP技術(shù)應(yīng)用案例
在4.3.2節(jié)，我們已基本實(shí)現(xiàn)了AOP的公共類庫，這其中包括AOPAttribute，AOPProperty，Aspect，IBeforeAdvice，IAfterAdvice。根據(jù)這些公共基類或接口，我們就可以定義具體的方面，分別繼承或?qū)崿F(xiàn)這些類與接口。為了展示AOP在.Net中的應(yīng)用，在本節(jié)，我將以一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例來說明。

假定我們要設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算器，它能提供加法和減法功能。我們希望，在計(jì)算過程中，能夠通過日志記錄整個(gè)計(jì)算過程及其結(jié)果，同時(shí)需要監(jiān)測(cè)其運(yùn)算性能。該例中，核心業(yè)務(wù)是加法和減法，而公共的業(yè)務(wù)則是日志與監(jiān)測(cè)功能。根據(jù)前面對(duì)AOP的分析，這兩個(gè)功能作為橫切關(guān)注點(diǎn)，將是整個(gè)系統(tǒng)需要?jiǎng)冸x出來的“方面”。

4.4.1日志方面
     作為日志方面，其功能就是要截取業(yè)務(wù)對(duì)象方法的調(diào)用，并獲取之間傳遞的消息內(nèi)容。從上節(jié)的分析我們知道，方法間的消息可以從IMethodCallMessage和IMethodReturnMessage接口對(duì)象獲得。因此，實(shí)現(xiàn)日志方面，最重要的是實(shí)現(xiàn)Aspect類中的SyncProcessMessage()方法。此外，也應(yīng)定義與之對(duì)應(yīng)的Attribute和Property，以及實(shí)現(xiàn)日志邏輯的Advice。

4.4.1.1日志Attribute（LogAOPAttribute）
LogAOPAttribute類繼承AOPAttribute，由于AOPAttribute類主要是創(chuàng)建并獲得對(duì)應(yīng)的AOPProperty，因此，其子類也僅需要重寫父類的受保護(hù)抽象方法GetAOPProperty()即可：
       [AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]
       public class LogAOPAttribute:AOPAttribute
       {
              public LogAOPAttribute():base()
              {}
              public LogAOPAttribute(string aspectXml):base(aspectXml)
              {}

              protected override AOPProperty GetAOPProperty()
              {
                     return new LogAOPProperty();
              }   
       }

通過對(duì)GetAOPProperty()方法的重寫，創(chuàng)建并獲得了與LogAOPAttribute類相對(duì)應(yīng)的LogAOPProperty，此時(shí)在LogAOPAttribute所施加的業(yè)務(wù)對(duì)象的上下文中，所存在的AOP Property就應(yīng)該是具體的LogAOPProperty對(duì)象。

4.4.1.2日志Property（LogAOPProperty）
由于Context Property的名字在上下文中必須是唯一的，因此每個(gè)方面的Property的名字也必須是唯一的。因此在繼承AOPProperty的子類LogAOPProperty中，必須重寫父類的虛方法GetName()，同時(shí)在LogAOPProperty中，還應(yīng)該創(chuàng)建與之對(duì)應(yīng)的Aspect，也即是Message Sink，而這個(gè)工作是由抽象方法CreateAspect()來完成的。因此，LogAOPProperty類的定義如下：
       public class LogAOPProperty:AOPProperty
       {
              protected override IMessageSink CreateAspect(IMessageSink nextSink)
              {
                     return new LogAspect(nextSink);
              }
              protected override string GetName()
              {
                     return “LogAOP”;
              }
       }

為避免Property的名字出現(xiàn)重復(fù)，約定成俗以方面的Attribute名為Property的名字，以本例而言，其Property名為L(zhǎng)ogAOP。

4.4.1.3日志Aspect（LogAspect）
LogAspect完成的功能主要是將Advice與業(yè)務(wù)對(duì)象的方法建立映射，并將其添加到Advice集合中。由于我們?cè)贏OP實(shí)現(xiàn)中，利用了xml配置文件來配置PointCut，因此對(duì)于所有Aspect而言，這些操作都是相同的，只要定義了正確的配置文件，將其讀入即可。對(duì)于Aspect的SyncProcessMessage()，由于攔截和織入的方法是一樣的，不同的只是Advice的邏輯而已，因此在所有Aspect的公共基類中已經(jīng)提供了默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)：
       public class LogAspect:Aspect
       {
              public LogAspect(IMessageSink nextSink):base(nextSink)
              {}           
       }

然后定義正確的配置文件：
<aspect value =”LogAOP”>
    <advice type=”before” assembly=” AOP.Advice” class=”AOP.Advice.LogAdvice”>
        <pointcut>ADD</pointcut>
 <pointcut>SUBSTRACT</pointcut>
    </advice>
    <advice type=”after” assembly=” AOP.Advice” class=”AOP.Advice.LogAdvice”>
 <pointcut>ADD</pointcut>
 <pointcut>SUBSTRACT</pointcut>
    </advice>
</aspect>

LogAdvice所屬的程序集文件為AOP.Advice.dll，完整的類名為AOP.Advice.LogAdvice。

4.4.1.4日志Advice（LogAdvice）
由于日志方面需要記錄方法調(diào)用前后的相關(guān)數(shù)據(jù)，因此LogAdvice應(yīng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)IBeforeAdvice和IAfterAdvice接口：
    public class LogAdvice:IAfterAdvice,IBeforeAdvice
    {
        #region IBeforeAdvice Members
        public void BeforeAdvice(IMethodCallMessage callMsg)
        {
            if (callMsg == null)
            {
                return;
            }
            Console.WriteLine(”{0}({1},{2})”, callMsg.MethodName, callMsg.GetArg(0), callMsg.GetArg(1));
        }
        #endregion

        #region IAfterAdvice Members
        public void AfterAdvice(IMethodReturnMessage returnMsg)
        {
            if (returnMsg == null)
            {
                return;
            }
            Console.WriteLine(”Result is {0}”, returnMsg.ReturnValue);
        }
        #endregion
    }

在BeforeAdvice()方法中，消息類型為IMethodCallMessage，通過這個(gè)接口對(duì)象，可以獲取方法名和方法調(diào)用的參數(shù)值。與之相反，AfterAdvice()方法中的消息類型為IMethodReturnMessage，Advice所要獲得的數(shù)據(jù)為方法的返回值ReturnValue。

4.4.2性能監(jiān)測(cè)方面
性能監(jiān)測(cè)方面與日志方面的實(shí)現(xiàn)大致相同，為簡(jiǎn)便起見，我要實(shí)現(xiàn)的性能監(jiān)測(cè)僅僅是記錄方法調(diào)用前和調(diào)用后的時(shí)間。

4.4.2.1性能監(jiān)測(cè)Attribute（MonitorAOPAttribute）
與日志Attribute相同，MonitorAOPAttribute僅僅需要?jiǎng)?chuàng)建并返回對(duì)應(yīng)的MonitorAOPProperty對(duì)象：
      [AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]
      public class MonitorAOPAttribute:AOPAttribute
      {
             public MonitorAOPAttribute():base()
             {}
             public MonitorAOPAttribute(string aspectXml):base(aspectXml)
             {}
             protected override AOPProperty GetAOPProperty()
             {
                    return new MonitorAOPProperty();
             } 
      }

4.4.2.2性能監(jiān)測(cè)Property（MonitorAOPProperty）
MonitorAOPProperty的屬性名將定義為MonitorAOP，使其與日志方面的屬性區(qū)別。除定義性能監(jiān)測(cè)方面的屬性名外，還需要重寫CreateAspect()方法，創(chuàng)建并返回對(duì)應(yīng)的方面對(duì)象MonitorAspect：
      public class MonitorAOPProperty:AOPProperty
      {
             protected override IMessageSink CreateAspect(IMessageSink nextSink)
             {
                    return new MonitorAspect(nextSink);
             }
             protected override string GetName()
             {
                    return “MonitorAOP”;
             }
      }

4.4.2.3性能監(jiān)測(cè)Aspect（MonitorAspect）
MonitorAspect類的實(shí)現(xiàn)同樣簡(jiǎn)單：
    public class MonitorAspect:Aspect
    {
             public MonitorAspect(IMessageSink nextSink):base(nextSink)
             {}
    }

而其配置文件的定義則如下所示：
<aspect value =”MonitorAOP”>
    <advice type=”before” assembly=” AOP.Advice” class=”AOP.Advice.MonitorAdvice”>
        <pointcut>ADD</pointcut>
 <pointcut>SUBSTRACT</pointcut>
    </advice>
    <advice type=”after” assembly=” AOP.Advice” class=”AOP.Advice.MonitorAdvice”>
 <pointcut>ADD</pointcut>
 <pointcut>SUBSTRACT</pointcut>
    </advice>
</aspect> 

MonitorAdvice所屬的程序集文件為AOP.Advice.dll，完整的類名為AOP.Advice.MonitorAdvice。

4.4.2.4性能監(jiān)測(cè)Advice（MonitorAdvice）
由于性能監(jiān)測(cè)方面需要記錄方法調(diào)用前后的具體時(shí)間，因此MonitorAdvice應(yīng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)IBeforeAdvice和IAfterAdvice接口：
    public class MonitorAdvice : IBeforeAdvice, IAfterAdvice
    {
        #region IBeforeAdvice Members
        public void BeforeAdvice(IMethodCallMessage callMsg)
        {
            if (callMsg == null)
            {
                return;
            }
            Console.WriteLine(”Before {0} at {1}”, callMsg.MethodName, DateTime.Now);
        }
        #endregion

        #region IAfterAdvice Members
        public void AfterAdvice(IMethodReturnMessage returnMsg)
        {
            if (returnMsg == null)
            {
                return;
            }
            Console.WriteLine(”After {0} at {1}”, returnMsg.MethodName, DateTime.Now);
        }
        #endregion
    }

MonitorAdvice只需要記錄方法調(diào)用前后的時(shí)間，因此只需要分別在BeforeAdvice()和AfterAdvice()方法中，記錄當(dāng)前的時(shí)間即可。

4.4.3業(yè)務(wù)對(duì)象與應(yīng)用程序
4.4.3.1業(yè)務(wù)對(duì)象（Calculator）
通過AOP技術(shù)，我們已經(jīng)將核心關(guān)注點(diǎn)和橫切關(guān)注點(diǎn)完全分離，我們?cè)诙x業(yè)務(wù)對(duì)象時(shí)，并不需要關(guān)注包括日志、性能監(jiān)測(cè)等方面，這也是AOP技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，由于要利用.Net中的Attribute及代理技術(shù)，對(duì)于施加了方面的業(yè)務(wù)對(duì)象而言，仍然需要一些小小的限制。

首先，我們應(yīng)該將定義好的方面Aspect施加給業(yè)務(wù)對(duì)象。其次，由于代理技術(shù)要獲取業(yè)務(wù)對(duì)象的上下文（Context），該上下文必須是指定的，而非默認(rèn)的上下文。上下文的獲得，是在業(yè)務(wù)對(duì)象創(chuàng)建和調(diào)用的時(shí)候，如果要獲取指定的上下文，在.Net中，要求業(yè)務(wù)對(duì)象必須繼承ContextBoundObject類。因此，最后業(yè)務(wù)對(duì)象Calculator類的定義如下所示：
       [MonitorAOP]
       [LogAOP]
       public class Calculator : ContextBoundObject
       {
              public int Add(int x,int y)
              {
                     return x + y;
              }
              public int Substract(int x,int y)
              {
                     return x - y;
              }
       }

[MonitorAOP]和[LogAOP]正是之前定義的方面Attribute，此外Calculator類繼承了ContextBoundObject。除此之外，Calculator類的定義與普通的對(duì)象定義無異。然而，正是利用AOP技術(shù)，就可以攔截Calculator類的Add()和Substract()方法，對(duì)其進(jìn)行日志記錄和性能監(jiān)測(cè)。而實(shí)現(xiàn)日志記錄和性能監(jiān)測(cè)的邏輯代碼，則完全與Calculator類的Add()和Substract()方法分開，實(shí)現(xiàn)了兩者之間依賴的解除，有利于模塊的重用和擴(kuò)展。

4.4.3.2應(yīng)用程序（Program）
我們可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序，來看看業(yè)務(wù)對(duì)象Calculator施加了日志方面和性能檢測(cè)方面的效果：
      class Program
      {          
             [STAThread]
             static void Main(string[] args)
             {
                    Calculator cal = new Calculator();
                    cal.Add(3,5);
                    cal.Substract(3,5);
                    Console.ReadLine();
             }
      }

程序創(chuàng)建了一個(gè)Calculator對(duì)象，同時(shí)調(diào)用了Add()和Substract()方法。由于Calculator對(duì)象被施加了日志方面和性能檢測(cè)方面，因此運(yùn)行結(jié)果會(huì)將方法調(diào)用的詳細(xì)信息和調(diào)用前后的運(yùn)行當(dāng)前時(shí)間打印出來，如圖4.3所示：

圖4.3 施加了方面的業(yè)務(wù)對(duì)象調(diào)用結(jié)果

如果要改變記錄日志和性能監(jiān)測(cè)結(jié)果的方式，例如將其寫到文件中，則只需要改變LogAdvice和MonitorAdvice的實(shí)現(xiàn)，對(duì)于Calculator對(duì)象而言，則不需要作任何改變

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