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  • 在.Net中关于AOP的实现

    一、AOP实现初步
    
    AOP将软件系统分为两个部分:核心关注点和横切关注点。核心关注点更多的是Domain Logic,关注的是系统核心的业务;而横切关注点虽与核心的业务实现无关,但它却是一种更Common的业务,各个关注点离散地分布于核心业务的多处。这意味着,如果不应用AOP,那么这些横切关注点所代表的业务代码,就会分散在系统各处,导致系统中的每个模块都与这些业务具有很强的依赖性。在这里,所谓横切关注点所代表的业务,即为“方面(Aspect)”,常见的包括权限控制、日志管理、事务处理等等。 
    
    以权限控制为例,假设一个电子商务系统,需要对订单管理用户进行权限判定,只有系统用户才能添加、修改和删除订单,那么传统的设计方法是:
    
    public class OrderManager
    
    {
    
    private ArrayList m_Orders;
    
    public OrderManager()
    
    {
    
           m_Orders = new ArrayList();
    
    }
    
    public void AddOrder(Order order)
    
    {
    
        if (permissions.Verify(Permission.ADMIN))
    
        {
    
                  m_Orders.Add(order);
    
        }
    
    }
    
    public void RemoveOrder(Order order)
    
    {
    
        if (permissions.Verify(Permission.ADMIN))
    
        {
    
                  m_Orders.Remove(order);
    
        }
    
    }
    
    }
    
    这样的设计其缺陷是将订单管理业务与权限管理完全结合在一起,耦合度高。而在一个系统中,类似的权限控制会很多,这些代码就好像一颗颗毒瘤一般蔓延于系统中的各处,一旦需要扩展,则给程序员们带来的困难是不可估量的。 
    
    让我们来观察一下订单管理业务中的权限管理。不管是添加订单,还是删除订单,有关权限管理的内容是完全相同的。那么,为什么我们不能将这些相同的业务,抽象为一个对象,并将其从订单管理业务中完全剥离出来呢?在传统的OO设计思想,这种设想是不能实现的。因为订单管理业务作为一个类对象,它封装了诸如添加、删除订单等行为。这种封装性,就决定了我们不可能切入到对象内部,通过获取方法消息的形式,对对象行为进行监控与操作。 
    
    AOP的思想解决了这个问题,之所以称为“方面(Aspect)”,就是把这些对象剖开,仅获取其内部相一致的逻辑,并剥离出来,以“方面”的形式存在。要让这些方面能够对核心业务进行控制,就需要有一套获取方法消息的机制。在.Net中,其中一种技术称为动态代理。 
    
    在.Net中,要实现动态代理,需要用到.Net Remoting中的消息机制,以及.Net Framework内部提供的ContextAttribute类来自定义自己的Attribute。另外,.Net还要求调用“Aspect”的核心业务类,必须继承ContextBoundObject类。只有这样,我们才能截取其内部传递的方法消息。以下,是相关接口和类的说明。
    
    ContextAttribute类
    
    该类继承了Attribute类,它是一个特殊的Attribute,通过它,可以获得对象需要的合适的执行环境,即Context(上下文)。它还实现了IContextAttribute和IContextProperty接口。我们自定义的Attribute将从ContextAttribute类派生。
    
    构造函数:
    
    ContextAttribute类的构造函数带有一个参数,用来设置ContextAttribute的名称。
    
    公共属性:
    
    Name:只读属性。返回ContextAttribute的名称
    
    公共方法:
    
    GetPropertiesForNewContext:虚拟方法。向新的Context添加属性集合。
    
    IsContextOK:虚拟方法。查询客户Context中是否存在指定的属性。
    
    IsNewContextOK:虚拟方法。默认返回true。一个对象可能存在多个Context,使用这个方法来检查新的Context中属性是否存在冲突。
    
    Freeze:虚拟方法。该方法用来定位被创建的Context的最后位置。 
    
    ContextBoundObject类
    
    这个类的对象通过Attribute来指定它所在的Context,凡是进入该Context的调用都可以被拦截。该类从MarshalByRefObject派生。 
    
    IMessage:定义了被传送的消息的实现。一个消息必须实现这个接口。
    IMessageSink:定义了消息接收器的接口,一个消息接收器必须实现这个接口。
    
    该接口主要提供了两个方法,分别进行同步和异步操作:
    
    SyncProcessMessage(IMessage msg):接口方法,当消息传递的时候,该方法被调用;
    
    AsyncProcessMessage(IMessage msg, IMessageSink replySink):该方法用于异步处理; 
    
    下面是实现权限控制AOP的简单实现,首先我们自定义一个Attribute,它继承了ContextAttribute:
    
    [AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]
    
        public class AOPAttribute:ContextAttribute
    
        {
    
            public AOPAttribute()
    
                : base("AOP")
    
            {
    
            }
    
     
    
            public override void GetPropertiesForNewContext(IConstructionCallMessage ctorMsg)
    
            {
    
                ctorMsg.ContextProperties.Add(new AOPProperty());
    
            }
    
        }
    
    在GetPropertiesForNewContext()方法中,添加了AOPProperty对象,它是一个上下文环境属性:
    
        public class AOPProperty : IContextProperty, IContributeObjectSink
    
        {
    
            public AOPProperty()
    
            {
    
            }
    
     
    
            #region IContributeObjectSink Members
    
     
    
            public IMessageSink GetObjectSink(MarshalByRefObject obj, IMessageSink nextSink)
    
            {
    
                return new AOPSink(nextSink);
    
            }
    
     
    
            #endregion
    
     
    
            #region IContextProperty Members
    
     
    
            public void Freeze(Context newContext)
    
            {            
    
            }
    
     
    
            public bool IsNewContextOK(Context newCtx)
    
            {
    
                return true;
    
            }
    
     
    
            public string Name
    
            {
    
                get { return "AOP"; }
    
            }
    
     
    
            #endregion
    
    AOPProperty属性实现了接口IContextProperty,IContributeObjectSink。GetObjectSink()方法为IContributeObjectSink接口的方法,在其实现中,创建了一个IMessageSink对象AOPSink,该对象实现了IMessageSink接口:
    
        public class AOPSink : 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;
    
    if (call.MethodName == "AddOrder" || call.MethodName == "DeleteOrder")
    
    {
    
        if (permissions.Verify(Permission.ADMIN))
    
        {
    
              retMsg = m_NextSink.SyncProcessMessage(msg);
    
        }
    
    }           
    
                return retMsg;
    
            }
    
     
    
            public IMessageCtrl AsyncProcessMessage(IMessage msg, IMessageSink replySink)
    
            {
    
                return null;
    
            }
    
        }
    
    在AOPSink中,最重要的是SyncProcessMessage()方法,在这个方法中,实现了权限控制,并通过IMessage,截取了需要权限控制的方法。在检验了权限之后,然后再执行OrderManager的AddOrder和DeleteOrder方法。
    
     
    
    通过AOP的实现,原来的OrderManager,就可以修改为:
    
    [AOP]
    
    public class OrderManager: ContextBoundObject
    
    {
    
    private ArrayList m_Orders;
    
    public OrderManager()
    
    {
    
           m_Orders = new ArrayList();
    
    }
    
    public void AddOrder(Order order)
    
    {
    
        m_Orders.Add(order);
    
    }
    
    public void RemoveOrder(Order order)
    
    {
    
        m_Orders.Remove(order);
    
    }
    
    }
    
    在上述的OderManager类中,完全消除了permissions.Verify()等有关权限的代码,解除了订单管理与权限管理之间的耦合。
    
     
    
    二、与AspectJ比较
    
    上述的方案虽然解除了订单管理与权限管理的耦合,但从SyncProcessMessage()方法可以看出,它的实现具有很大的局限性。试想一下这样的应用场景,在订单管理系统中,用户要求对修改订单的方法增加权限验证,同时要求在验证权限时,允许业务经理(Permission.Manager)也具备管理订单的权限,应该怎样做?仔细思考,我们会发觉以上的实现未免太过死板了。
    
     
    
    让我们来参考一下AspectJ在java中的实现。AspectJ提供了自己的一套语法,其中包括aspect、pointcut、before、after等。我们可以通过aspect定义一个“方面”,如上的权限管理:
    
    private static aspect AuthorizationAspect{……}
    
     
    
    pointcut为切入点,在其中定义了需要截取上下文消息的方法,例如:
    
    private pointcut authorizationExecution():
    
    execution(public void OrderManager.AddOrder(Order)) ||
    
    execution(public void OrderManager.DeleteOrder(Order)) ||
    
    execution(public void OrderManager.UpdateOrder(Order));
    
     
    
    由于权限验证是在订单管理方法执行之前完成,因此在before中,定义权限检查:
    
    before(): authorizationExecution()
    
    {
    
    if !(permissions.Verify(Permission.ADMIN))
    
    {
    
        throw new UnauthorizedException();
    
    }
    
    }
    
    从上述AspectJ的实现中,我们可以看到,要定义自己的aspect是非常容易的,而通过pointcut的方式,可以将需要截取消息的方法,集中在一起。before和after则是具体的方面执行的逻辑,它们就好像Decorator模式那样,对原有方法进行了一层装饰,从而达到将aspect代码植入的目的。
    
     
    
    另外,AspectJ还提供了更简单的语法,可以简化前面pointcut中一系列方法的列举:
    
    private pointcut authorizationExecution():
    
    execution (public * OrderManager.*(.))
    
     
    
    AspectJ在应用AOP领域,已经非常成熟。它提供了自成一体的特有AspectJ语法,并需要专门的java编译器,使用起来较为复杂。那么,在.Net下,可否实现类似AspectJ的功能呢?我想,由于.Net与java在很多技术的相似性,它们彼此之间在很多领域是相通的,因此要达到这一目标应该是可行的。事实上,开源项目中的Aspect#,就与AspectJ相似。
    
     
    
    事实上,如果我们利用前面描述的动态代理机制,辅以设计模式的OO设计方法,直接在代码中也可以实现AspectJ中的部分AOP特性。
    
     
    
    三、.Net中AOP的深入实现
    
    我们先分析AspectJ中的pointcut和.Net中的SyncProcessMessage()方法。Pointcut可以添加一系列需要截取上下文的方法,那么在.Net中,我们也可以利用集合,动态地添加方法,并创建这些方法与“方面”的映射。同样的,AspectJ中的before和after,是“方面”的核心实现,那么在.Net中,我们也可以利用委托,使其对应相关的方法,来实现其核心逻辑。
    
     
    
    结合动态代理的知识,我们先定义两个委托,分别代表before和after操作:
    
    public delegate void BeforeAOPHandle(IMethodCallMessage callMsg);
    
    public delegate void AfterAOPHandle(IMethodReturnMessage replyMsg);
    
     
    
    BeforeAOPHandle中的参数callMsg,其值为要截取上下文的方法的消息;AfterAOPHandle中的参数replyMsg,则是该方法执行后返回的消息。
    
     
    
    接下来,定义一个抽象基类AOPSink,它实现了IMessageSink接口:
    
    public abstract class AOPSink : IMessageSink
    
        {
    
            private SortedList m_BeforeHandles;
    
            private SortedList m_AfterHandles;
    
            private IMessageSink m_NextSink;
    
    }
    
    在类AOPSink中,定义了两个SortedList类型的字段:m_BeforeHandles和m_AfterHandles。它们负责存放方法名与BeforeAOPHandle和AfterAOPHandle对象之间的映射。添加这些映射的职责由如下两个方法完成:
    
    protected virtual void AddBeforeAOPHandle(string methodName, BeforeAOPHandle beforeHandle)
    
    {
    
         lock (this.m_BeforeHandles)
    
         {
    
             if (!m_BeforeHandles.Contains(methodName))
    
             {
    
                 m_BeforeHandles.Add(methodName, beforeHandle);
    
             }
    
         }
    
    }
    
    protected virtual void AddAfterAOPHandle(string methodName, AfterAOPHandle afterHandle)
    
    {
    
          lock (this.m_AfterHandles)
    
          {
    
              if (!m_AfterHandles.Contains(methodName))
    
              {
    
                  m_AfterHandles.Add(methodName, afterHandle);
    
              }
    
          } 
    
    }
    
    考虑到我们要截取的方法可能会有多个,因此在类AOPSink中,又定义了两个抽象方法,负责添加所有的映射关系:
    
    protected abstract void AddAllBeforeAOPHandles();
    
    protected abstract void AddAllAfterAOPHandles();
    
     
    
    然后在构造函数中,我们初始化两个SortedList对象,并调用上述的两个抽象方法:
    
            public AOPSink(IMessageSink nextSink)
    
            {
    
                m_NextSink = nextSink;
    
                m_BeforeHandles = new SortedList();
    
                m_AfterHandles = new SortedList();
    
                AddAllBeforeAOPHandles();
    
                AddAllAfterAOPHandles();
    
            }
    
     
    
    为了能够根据方法名获得相对应的委托对象,我们又定义了两个Find方法。考虑到可能会有多个用户同时调用,在这两个方法中,我利用lock避免了对象的争用:
    
            protected BeforeAOPHandle FindBeforeAOPHandle(string methodName)
    
            {
    
                BeforeAOPHandle beforeHandle;
    
                lock (this.m_BeforeHandles)
    
                {
    
                    beforeHandle = (BeforeAOPHandle)m_BeforeHandles[methodName];
    
                }
    
                return beforeHandle;
    
            }
    
            protected AfterAOPHandle FindAfterAOPHandle(string methodName)
    
            {
    
                AfterAOPHandle afterHandle;
    
                lock (this.m_AfterHandles)
    
                {
    
                    afterHandle = (AfterAOPHandle)m_AfterHandles[methodName];
    
                }
    
                return afterHandle;
    
            }
    
    接下来是IMessageSink接口要求实现的方法和属性:
    
            public IMessageSink NextSink
    
            {
    
                get { return m_NextSink; }
    
            }
    
     
    
            public IMessage SyncProcessMessage(IMessage msg)
    
            {
    
                IMethodCallMessage call = msg as IMethodCallMessage;
    
                string methodName = call.MethodName.ToUpper();
    
                BeforeAOPHandle beforeHandle = FindBeforeAOPHandle(methodName);
    
                if (beforeHandle != null)
    
                {
    
                    beforeHandle(call);
    
                }
    
                IMessage retMsg = m_NextSink.SyncProcessMessage(msg);
    
                IMethodReturnMessage replyMsg = retMsg as IMethodReturnMessage;
    
                AfterAOPHandle afterHandle = FindAfterAOPHandle(methodName);
    
                if (afterHandle != null)
    
                {
    
                    afterHandle(replyMsg);
    
                }
    
                return retMsg;
    
            }
    
     
    
            public IMessageCtrl AsyncProcessMessage(IMessage msg, IMessageSink replySink)
    
            {
    
                return null;
    
            }
    
    需要注意的是SyncProcessMessage()方法。在该方法中,通过FindBeforeAOPHandle()和FindAfterAOPHandle()方法,找到BeforeAOPHandle和AfterAOPHandle委托对象,并执行它们。即执行这两个委托对象具体指向的方法,类似与AspectJ中的before和after的execution。
    
     
    
    现在,我们就可以象AspectJ那样定义自己的aspect了。如权限管理一例,我们定义一个类AuthorizationAOPSink,它继承了AOPSink:
    
    public class AuthorizationAOPSink : AOPSink
    
    {
    
        public AuthorizationAOPSink(IMessageSink nextSink)
    
                : base(nextSink)
    
       {
    
       }
    
    }
    
    然后在这个方法中,实现before和after的逻辑。注意before和after方法应与之前定义的委托BeforeAOPHandle和AfterAOPHandle一致。不过,以本例而言,并不需要实现after逻辑:
    
    private void Before_Authorization(IMethodCallMessage callMsg)
    
    {       
    
            if (callMsg == null)
    
            {
    
                  return;
    
            }
    
            if (!permissions.Verify(Permission.ADMIN))
    
            {
    
                     throw UnauthorizedException();
    
             }
    
    }
    
    然后我们override基类中的抽象方法AddAllBeforeAOPHandles()和AddAllAfterAOPHandles():
    
    protected override void AddAllBeforeAOPHandles()
    
            {
    
                AddBeforeAOPHandle("ADDORDER", new BeforeAOPHandle(Before_Authorization));
    
                AddBeforeAOPHandle("DELETEORDER", new BeforeAOPHandle(Before_Authorization));
    
            }
    
     
    
            protected override void AddAllAfterAOPHandles()
    
            {            
    
            }
    
    因为after逻辑不需要实现,因此重写AddAllAfterAOPHandles()时,使其为空就可以了(必须重写,因为该方法为抽象方法)。在AOPProperty类中,需要返回IMessageSink对象,所以还应修改原来的AOPProperty类中的GetObjectSink方法:
    
    public IMessageSink GetObjectSink(MarshalByRefObject obj, IMessageSink nextSink)
    
            {
    
                return new AOPSink(nextSink);
    
    return new AuthorizationAOPSink(nextSink);        
    
            }
    
     
    
    比较一下上述的实现方案,自定义的继承AOPSink类的AuthorizationAOPSink就相当于AspectJ中的aspect。而与BeforeAOPHandle和AfterAOPHandle委托对应的方法,则相当于AspectJ的before和after语法。AddAllBeforeAOPHandles()和AddAllAfterAOPHandle()则相当于AspectJ的pointcut。通过引入委托的方法,使得我们的AOP实现,具有了AspectJ的一些特性,而这些实现是不需要专门的编译器的。
    
     
    
    很明显,如果我们要求OrderManager类中新增的UpdateOrder方法,也要加入权限控制,那么我们可以在AddAllBeforeAOPHandles()方法中,增加UpdaeOrder方法与before逻辑的映射:
    
    AddBeforeAOPHandle("UPDATEORDER", Before_Authorization);
    
    同样的,如果要对权限控制进行修改,开发业务经理对订单管理的权限,那么也只需要修改Before_Authorization()方法:
    
    private void Before_Authorization(IMessage callMsg)
    
    {
    
           IMethodCallMessage call = callMsg as IMethodCallMessage;
    
            if (call == null)
    
            {
    
                  return;
    
            }
    
            if (!(permissions.Verify(Permission.ADMIN)|| permissions.Verify(Permission.MANAGER)))
    
            {
    
                     throw UnauthorizedException();
    
             }
    
    }
    
     
    
    四、进一步完善
    
    由于我们的委托列表m_BeforeHandles和m_AfterHandles为SortedList类型,因此作为key的methodName必须是唯一的。如果系统要求添加其他权限控制的逻辑,例如增加认证功能,就不能再在AuthorizationAOPSink类的AddAllBeforeAOPHandles()方法中增加方法名与认证功能的before逻辑之间的映射了。
    
    private void Before_Authentication(IMessage callMsg){……}
    
    protected override void AddAllBeforeAOPHandles()
    
    {
    
           ……
    
           AddBeforeAOPHandle("ADDORDER", new BeforeAOPHandle(Before_ Authentication));
    
           AddBeforeAOPHandle("DELETEORDER", new BeforeAOPHandle(Before_ Authentication));
    
    }
    
    如果在AuthorizationAOPSink类中添加上面的代码,由于新增的“ADDORDER”key与前面重复,故执行程序时,是找不到相应的委托Before_Authentication的。
    
     
    
    解决的办法就是为认证功能新定义一个aspect。由于在本方案中,实现AOP功能的不仅仅是实现了IMessageSink接口的AOPSink类,同时该类还与Property、Attribute有关。也就是说,如果我们新定义一个AuthenticationAOPSink,那么还要定义与之对应的AuthenticationAOPProperty类。为便于扩展,我采用了Template Method模式,为所有的property定义了抽象类AOPProperty,其中的抽象方法或虚方法,则留待其子类来实现。
    
        public abstract class AOPProperty : IContextProperty, IContributeObjectSink
    
        {
    
            protected abstract IMessageSink CreateSink(IMessageSink nextSink);
    
            protected virtual string GetName()
    
            {
    
                return "AOP";
    
            }
    
     
    
            protected virtual void FreezeImpl(Context newContext)
    
            {
    
                return;
    
            }
    
            protected virtual bool CheckNewContext(Context newCtx)
    
            {
    
                return true;
    
            }
    
     
    
            #region IContributeObjectSink Members
    
            public IMessageSink GetObjectSink(MarshalByRefObject obj, IMessageSink nextSink)
    
            {
    
                return CreateSink(nextSink);
    
            }
    
            #endregion
    
     
    
            #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
    
    }
    
    与原来的AOPProperty类相比,IContextProperty,IContributeObjectSink接口的方法与属性,都没有直接实现,而是在其内部调用了相关的抽象方法和虚方法。包括:抽象方法CreateSink(),虚方法FreezeImpl(),CheckNewContext()以及GetName()。对于其子类而言,需要override的,主要是抽象方法CreateSink()和GetName()(因为Property的Name必须是唯一的),至于其他虚方法,可以根据需要选择是否override。例如,自定义权限控制的属性类AuthorizationAOPProperty:
    
        public class AuthorizationAOPProperty :AOPProperty
    
        {    
    
            protected override IMessageSink CreateSink(IMessageSink nextSink)
    
            {
    
                return new AuthorizationAOPSink(nextSink);
    
            }
    
     
    
            protected override string GetName()
    
            {
    
                return "AuthorizationAOP";
    
            }
    
        }
    
    在该类中,我们override了CreateSink()方法,创建了一个AuthorizationAOPSink对象。同时override了虚方法GetName,返回了自己的一个名字“AuthorizationAOP”。
    
     
    
    关于Attribute类,观察其方法GetPropertiesForNewContext(),其实现是在IConstructionCallMessage消息的上下文property中添加自定义property。这些property组成了一个链,它是可以静态添加的。鉴于此,我们可以采取两种策略:
    
    1、 所有的aspect都使用同一个Attribute。其实现如下:
    
        [AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]
    
        public class AOPAttribute:ContextAttribute
    
        {
    
            public AOPAttribute()
    
                : base("AOP")
    
            {
    
            }
    
     
    
            public override void GetPropertiesForNewContext(IConstructionCallMessage ctorMsg)
    
            {
    
                ctorMsg.ContextProperties.Add(new AuthorizationAOPProperty());
    
                ctorMsg.ContextProperties.Add(new AuthenticationAOPProperty());
    
            }
    
    }
    
    在方法GetPropertiesForNewContext()中,添加多个自定义Property。在添加Property时,需要注意添加Property的顺序。
    
    2、 不同的aspect使用不同的Attribute。此时可以为这些Attribute定义一个共同的抽象基类AOPAttribute:
    
    [AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]
    
        public abstract class AOPAttribute:ContextAttribute
    
        {
    
             public AOPAttribute()
    
                 : base("AOP")
    
             {
    
             }
    
     
    
             public sealed override void GetPropertiesForNewContext(IConstructionCallMessage ctorMsg)
    
             {
    
                 ctorMsg.ContextProperties.Add(GetAOPProperty());
    
             }
    
     
    
             protected abstract AOPProperty GetAOPProperty();         
    
        }
    
    注:我将GetPropertiesForNewContext()方法sealed,目的是不需要其子类在重写该方法。
    
     
    
    继承AOPAttribute类的子类只需要重写GetAOPProperty()方法即可。但在为OrderManager类定义Attribute的时候,需注意其顺序。如以下的顺序:
    
    [AuthorizationAOP]
    
    [AuthenticationAOP]
    
    public class OrderManager{}
    
    此时,AuthorizationAOPAttribute在前,AuthenticationAOPAttribute在后。如果以Decorator的角度来看,对被装饰的方法,AuthorizationAOPAttribute在内,AuthenticationAOPAttribute在外。
    
    考虑到aspect的应用,有的方法需要多个aspect,有的则只需要单个aspect,所以,第二个方案更佳。
    
     
    
    五、AOP实例
    
    接下来,我通过一个实例,介绍AOP的具体实现。假定我们要设计一个计算器,它能提供加法和减法功能。我们希望,在计算过程中,能够通过日志记录整个计算过程及其结果,同时需要监测其运算性能。该例中,核心业务是加法和减法,而公共的业务则是日志与监测功能。根据前面对AOP的分析,这两个功能应为我们整个系统需要剥离出来的“方面”。
    
     
    
    我们已经拥有了一个AOP实现机制,以及核心的类库,包括AOPSink、AOPProperty、AOPAttribute三个抽象基类。现在,我们分别为日志aspect和监测aspect,定义相应的Sink、Property、Attribute。
    
     
    
    首先是日志aspect:
    
    LogAOPSink.cs:
    
    using System;
    
    using System.Runtime.Remoting.Messaging;
    
    using Wayfarer.AOP;
    
     
    
    namespace Wayfarer.AOPSample
    
    {
    
        /// 
    
        /// Summary description for LogAOPSink.
    
        /// 
    
        public class LogAOPSink:AOPSink
    
        {
    
             public LogAOPSink(IMessageSink nextSink):base(nextSink)
    
             {
    
                 
    
             }
    
     
    
             protected override void AddAllBeforeAOPHandles()
    
             {
    
                  AddBeforeAOPHandle("ADD",new BeforeAOPHandle(Before_Log));
    
                 AddBeforeAOPHandle("SUBSTRACT",new BeforeAOPHandle(Before_Log));
    
             }
    
     
    
             protected override void AddAllAfterAOPHandles()
    
             {
    
                 AddAfterAOPHandle("ADD",new AfterAOPHandle(After_Log));
    
                 AddAfterAOPHandle("SUBSTRACT",new AfterAOPHandle(After_Log));
    
             }
    
     
    
             private void Before_Log(IMethodCallMessage callMsg)
    
             {            
    
                 if (callMsg == null)
    
                 {
    
                      return;
    
                 }            
    
                           Console.WriteLine("{0}({1},{2})",callMsg.MethodName,callMsg.GetArg(0),callMsg.GetArg(1));
    
             }
    
     
    
             private void After_Log(IMethodReturnMessage replyMsg)
    
             {            
    
                 if (replyMsg == null)
    
                 {
    
                      return;
    
                 }            
    
                 Console.WriteLine("Result is {0}",replyMsg.ReturnValue);          
    
             }
    
     
    
        }
    
    }
    
     
    
    LogAOPProperty.cs
    
    using System;
    
    using Wayfarer.AOP;
    
    using System.Runtime.Remoting.Messaging;
    
     
    
    namespace Wayfarer.AOPSample
    
    {
    
        /// 
    
        /// Summary description for LogAOPProperty.
    
        /// 
    
        public class LogAOPProperty:AOPProperty
    
        {
    
             protected override IMessageSink CreateSink(IMessageSink nextSink)
    
             {
    
                 return new LogAOPSink(nextSink);
    
             }
    
     
    
             protected override string GetName()
    
             {
    
                 return "LogAOP";
    
             }
    
        }
    
    }
    
    LogAOPAttribute.cs:
    
    using System;
    
    using System.Runtime.Remoting.Activation;
    
    using System.Runtime.Remoting.Contexts;
    
    using Wayfarer.AOP;
    
     
    
    namespace Wayfarer.AOPSample
    
    {
    
        /// 
    
        /// Summary description for LogAOPAttribute.
    
        /// 
    
        [AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]
    
        public class LogAOPAttribute:AOPAttribute
    
        {
    
             protected override AOPProperty GetAOPProperty()
    
             {
    
                 return new LogAOPProperty();
    
             }
    
        
    
        }
    
    }
    
     
    
    然后再定义监测aspect:
    
    MonitorAOPSink.cs:
    
    using System;
    
    using System.Runtime.Remoting.Messaging;
    
    using Wayfarer.AOP;
    
     
    
    namespace Wayfarer.AOPSample
    
    {
    
        /// 
    
        /// Summary description for MonitorAOPSink.
    
        /// 
    
        public class MonitorAOPSink:AOPSink
    
        {
    
             public MonitorAOPSink(IMessageSink nextSink):base(nextSink)
    
             {
    
                 
    
             }
    
     
    
             protected override void AddAllBeforeAOPHandles()
    
             {
    
                 AddBeforeAOPHandle("ADD",new BeforeAOPHandle(Before_Monitor));
    
                 AddBeforeAOPHandle("SUBSTRACT",new BeforeAOPHandle(Before_Monitor));
    
             }
    
             protected override void AddAllAfterAOPHandles()
    
             {
    
                 AddAfterAOPHandle("ADD",new AfterAOPHandle(After_Monitor));
    
                 AddAfterAOPHandle("SUBSTRACT",new AfterAOPHandle(After_Monitor));
    
             }
    
     
    
             private void Before_Monitor(IMethodCallMessage callMsg)
    
             {            
    
                 if (callMsg == null)
    
                 {
    
                      return;
    
                 }
    
                 Console.WriteLine("Before {0} at {1}",callMsg.MethodName,DateTime.Now);
    
             }
    
             private void After_Monitor(IMethodReturnMessage replyMsg)
    
             {            
    
                 if (replyMsg == null)
    
                 {
    
                      return;
    
                 }
    
                 Console.WriteLine("After {0} at {1}",replyMsg.MethodName,DateTime.Now);
    
             }
    
        }
    
    }
    
    MonitorAOPProperty.cs:
    
    using System;
    
    using Wayfarer.AOP;
    
    using System.Runtime.Remoting.Messaging;
    
     
    
    namespace Wayfarer.AOPSample
    
    {
    
        /// 
    
        /// Summary description for MonitorAOPProperty.
    
        /// 
    
        public class MonitorAOPProperty:AOPProperty
    
        {
    
             public MonitorAOPProperty()
    
             {
    
                 //
    
                 // TODO: Add constructor logic here
    
                 //
    
             }
    
     
    
             protected override IMessageSink CreateSink(IMessageSink nextSink)
    
             {
    
                 return new MonitorAOPSink(nextSink);
    
             }
    
     
    
             protected override string GetName()
    
             {
    
                 return "MonitorAOP";
    
             }
    
        }
    
    }
    
    MonitorAOPAttribute.cs:
    
    using System;
    
    using System.Runtime.Remoting.Activation;
    
    using System.Runtime.Remoting.Contexts;
    
    using Wayfarer.AOP;
    
     
    
    namespace Wayfarer.AOPSample
    
    {
    
        /// 
    
        /// Summary description for MonitorAOPAttribute.
    
        /// 
    
        [AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]
    
        public class MonitorAOPAttribute:AOPAttribute
    
        {
    
             protected override AOPProperty GetAOPProperty()
    
             {
    
                 return new MonitorAOPProperty();
    
             }
    
        }
    
    }
    
    注意在这两个方面中,各自的Property的Name必须是唯一的。
    
    现在,可以定义计算器类。
    
    Calculator.cs:
    
    using System;
    
     
    
    namespace Wayfarer.AOPSample
    
    {
    
        /// 
    
        /// Summary description for Calculator.
    
        /// 
    
        [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;
    
             }
    
        }
    
    }
    
    需要注意的是Calculator类必须继承ContextBoundObject类。
    
    最后,我们写一个控制台程序来执行Calculator:
    
    Program.cs:
    
    using System;
    
     
    
    namespace Wayfarer.AOPSample
    
    {
    
        /// 
    
        /// Summary description for Class1.
    
        /// 
    
        class Program
    
        {
    
             /// 
    
             /// The main entry point for the application.
    
             /// 
    
             [STAThread]
    
             static void Main(string[] args)
    
             {
    
                 Calculator cal = new Calculator();
    
                 cal.Add(3,5);
    
                 cal.Substract(3,5);
    
                 Console.ReadLine();
    
             }
    
        }
    
    }
    
    运行结果如下:
    
     
    
    六、结论
    
    在.Net平台下采用动态代理技术实现AOP,其原理并不复杂,而.Net Framework也提供了足够的技术来实现它。如果再结合好的设计模式,提供一个基本的AOP框架,将大大地简化开发人员处理“aspect”的工作。当然,本文虽然提供了实现AOP的实例,但其架构的设计还远远不能达到企业级的要求,如在稳定性、可扩展性上还需经过进一步的测试与改善。例如我们可以通过配置文件的形式,来配置方法与方面之间的映射。同时,由于采用了动态代理,在性能上还期待改进。
    
     
    
    使用动态代理技术实现AOP,对实现AOP的类有一个限制,就是必须派生于ContextBoundObject类,这对于单继承语言来说,确实是一个比较致命的缺陷。所谓“仁者见仁,智者见智”,这就需要根据项目的情况,做出正确的抉择了。
    
     
    
    参考:
    
    1、 JGTM,《A Taste of AOP from Solving Problems with OOP and Design Patterns》
    
    2、 NiWalker,《Attribute在.Net编程的应用》
    
    3、板桥里人,《AOP与权限控制实现》
    
    源代码链接:AOP.rar
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