基于.Net的AOP实现技术

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基于.NetAOP实现技术

前言

在笔者的《面向对象的应用服务层设计》一文中,笔者讨论了软件系统中设计应用服务层所需要考虑的问题,以及系统分层的基本思考方法。这些讨论作关注的问题,都是系统中纵向的层次的划分。然而,在设计软件系统的时候,我们不仅仅要考虑纵向的关系,很多时候,我们还需要关注所谓的“横切关注点”的问题,例如,存在于系统每个部分的日志记录、安全性验证等。AOP(面向方面编程)的出现,便是为了解决这些“横切关注点”的问题。

虽然AOP目前还不是如OOP般非常成熟,但是,也已经有数个支持AOP的产品问世,其中比较有名的有AspectJAspectWerkz等,这些产品都基于Java平台。在.Net平台上,也有一些实现,如LOOM等,但是,相对于Java平台的实现,这些实现都还很不成熟,功能也比较弱,使用上也不是很方便。因此,笔者在.Net平台下自己实现了一个轻量级的AOP框架,现在拿出来同大家共同探讨。

在本文中,笔者将首先归纳一下目前实现AOP的基本手段,然后,给出一个已经实现的AOP的范例(WebsharpAspect),并提供全部源代码,这是一个轻量级的AOP实现,虽然目前功能还不是很强大,实现也比较简单,但是,他已经可以完成大部分我们所需要的AOP功能,你可以在项目中直接使用他。重要的是,其中展示了在.Net环境下实现AOP的一些技术和思路,笔者也希望通过提供源代码的方式,能够对大家学习AOP有所助益。

实现AOP的方法

实现AOP的关键,是拦截正常的方法调用,将我们需要额外附加的功能透明的“织入”到这些方法中,以完成一些额外的要求。从总体方法上来说,织入的方法有两大类:静态织入和动态织入。

静态织入方法,一般都是需要扩展编译器的功能,将需要织入的代码,通过修改字节码(Java)或者IL代码(.Net)的方法,直接添加到相应的被织入点;或者,我们需要为原来语言添加新的语法结构,从语法上支持AOPAspectJ就是采用的这种方式。使用这种方式来实现AOP,其优点是代码执行的效率高,缺点是实现者需要对虚拟机有很深的了解,才能够做到对字节码修改。由于织入方法是静态的,当需要添加新的织入方法时,往往需要重新编译,或者说运行字节码增强器重新执行静态织入的方法。当然,在.Net平台上,我们也可以使用Emit提供的强大功能来实现这一点。另外,字节码增强器带来了很大的不透明性,程序员很难直观的调试增强后的字节码,因此很多程序员总是在心理上抵制这种字节码增强器。

动态织入的方法,具体实现方式就有很多选择了。在Java平台上,可以使用Proxy模式,或者定制ClassLoader来实现AOP功能。在.Net平台上,要实现AOP的动态织入,归纳起来,可以采用以下几种方法:

l         使用ContextAttributeContextBoundObject来对对象的方法进行拦截。关于ContextAttribute的具体使用方法,读者可以参考MSDN等相关资料。

l         使用Emit来,在运行时刻动态构建被织入代码后的类,当程序调用被织入类时,实际上调用的是被修改后的类。LOOM使用的就是这种方式,但是,个人认为,LOOM目前的实现非常生硬,其可扩展性和灵活性都不是很好。

l         使用Proxy模式。这也是本文将详细介绍的方法。

l         当然,在ASP.Net项目中,我们还有一种选择,就是使用HTTPHandlerHTTPModule来对自定义对ASP.Net页面的访问,加入一些我们需要的处理。关于如何使用HTTPHandlerHTTPModule的内容,可以参考笔者的文章ASP.Net中自定义Http处理及应用之HttpHandler篇》,以及ASP.Net中自定义Http处理及应用之HttpModule篇》

下面,我们来探讨如何使用Proxy模式,在.Net平台上实现一个可用的AOP框架。

第一个例子

首先,我们来看看WebsharpAspect的使用效果。我们可以使用以下步骤来完成我们的第一个例子的编写:

1、  VisualStudio中新建一个控制台应用程序,把Websharp.Aspect.dll添加入引用。

2、  添加一个类,命名为FirstAspect,并使他实现IAspect接口,添加代码如下:

public class FirstAspect : IAspect

     {

         public void Execute(object[] paramList)

         {

              Console.WriteLine("FirstAspect is called");

         }

     }

3、  添加一个BusinessClass类,模拟具体的业务逻辑类,使这个类继承AspectObject类,并添加AspectManaged特性,然后添加两个方法,代码如下:

[AspectManaged(true)]

     public class BusinessClass : AspectObject

     {

         public BusinessClass(){}

         public void OutputMethod()

         {

              Console.WriteLine("OutputMethod()");

         }

         public void GetString()

         {

              Console.WriteLine("GetString()");

         }

     }

4、  为项目添加一个App.config配置文件,,并且添加以下内容:

<?xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?>

<configuration>

     < configSections >

<sectionname="Websharp.Aspects"type="Websharp.Aspect.AspectConfigHandler,Websharp.Aspect"/>

     </ configSections >

    

     < Websharp.Aspects >

         < Aspect type ="WeaveTest.FirstAspect,WeaveTest" deploy-model ="Singleton"

            pointcut-type="Method|Construction"action-position="Both"match="*,*"/>

     </ Websharp.Aspects >

</configuration>

5、  Main方法中添加如下代码:

public class MainClass

     {

         [STAThread]

         static void Main ()

         {

              BusinessClass cls=new BusinessClass();

              cls.OutputMethod();

              cls.GetString();

              Console.ReadLine();

         }

     }

运行以上代码,其结果如下:

       可以看到,FirstAspect如我们所预期的那样,成功的拦截了BusinessClass的方法。

   源代码和全文见:http://www.websharp.org 也可以从http://www.uml.org.cn/dvbbs6.0.0/index.asp  下载全部源代码

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