基于.Net的AOP實現技術

前言

在筆者的《面向對象的應用服務層設計》一文中，筆者討論了軟件系統中設計應用服務層所需要考慮的問題，以及系統分層的基本思考方法。這些討論作關注的問題，都是系統中縱向的層次的劃分。然而，在設計軟件系統的時候，我們不僅僅要考慮縱向的關系，很多時候，我們還需要關注所謂的“橫切關注點”的問題，例如，存在于系統每個部分的日志記錄、安全性驗證等。AOP（面向方面編程）的出現，便是為了解決這些“橫切關注點”的問題。

雖然AOP目前還不是如OOP般非常成熟，但是，也已經有數個支持AOP的產品問世，其中比較有名的有AspectJ，AspectWerkz等，這些產品都基于Java平臺。在.Net平臺上，也有一些實現，如LOOM等，但是，相對于Java平臺的實現，這些實現都還很不成熟，功能也比較弱，使用上也不是很方便。因此，筆者在.Net平臺下自己實現了一個輕量級的AOP框架，現在拿出來同大家共同探討。

在本文中，筆者將首先歸納一下目前實現AOP的基本手段，然后，給出一個已經實現的AOP的范例（WebsharpAspect），并提供全部源代碼，這是一個輕量級的AOP實現，雖然目前功能還不是很強大，實現也比較簡單，但是，他已經可以完成大部分我們所需要的AOP功能，你可以在項目中直接使用他。重要的是，其中展示了在.Net環境下實現AOP的一些技術和思路，筆者也希望通過提供源代碼的方式，能夠對大家學習AOP有所助益。

實現AOP的方法

實現AOP的關鍵，是攔截正常的方法調用，將我們需要額外附加的功能透明的“織入”到這些方法中，以完成一些額外的要求。從總體方法上來說，織入的方法有兩大類：靜態織入和動態織入。

靜態織入方法，一般都是需要擴展編譯器的功能，將需要織入的代碼，通過修改字節碼（Java）或者IL代碼（.Net）的方法，直接添加到相應的被織入點；或者，我們需要為原來語言添加新的語法結構，從語法上支持AOP。AspectJ就是采用的這種方式。使用這種方式來實現AOP，其優點是代碼執行的效率高，缺點是實現者需要對虛擬機有很深的了解，才能夠做到對字節碼修改。由于織入方法是靜態的，當需要添加新的織入方法時，往往需要重新編譯，或者說運行字節碼增強器重新執行靜態織入的方法。當然，在.Net平臺上，我們也可以使用Emit提供的強大功能來實現這一點。另外，字節碼增強器帶來了很大的不透明性，程序員很難直觀的調試增強后的字節碼，因此很多程序員總是在心理上抵制這種字節碼增強器。

動態織入的方法，具體實現方式就有很多選擇了。在Java平臺上，可以使用Proxy模式，或者定制ClassLoader來實現AOP功能。在.Net平臺上，要實現AOP的動態織入，歸納起來，可以采用以下幾種方法：

l 使用ContextAttribute和ContextBoundObject來對對象的方法進行攔截。關于ContextAttribute的具體使用方法，讀者可以參考MSDN等相關資料。

l 使用Emit來，在運行時刻動態構建被織入代碼后的類，當程序調用被織入類時，實際上調用的是被修改后的類。LOOM使用的就是這種方式，但是，個人認為，LOOM目前的實現非常生硬，其可擴展性和靈活性都不是很好。

l 使用Proxy模式。這也是本文將詳細介紹的方法。

l 當然，在ASP.Net項目中，我們還有一種選擇，就是使用HTTPHandler和HTTPModule來對自定義對ASP.Net頁面的訪問，加入一些我們需要的處理。關于如何使用HTTPHandler和HTTPModule的內容，可以參考筆者的文章《ASP.Net中自定義Http處理及應用之HttpHandler篇》，以及《ASP.Net中自定義Http處理及應用之HttpModule篇》

下面，我們來探討如何使用Proxy模式，在.Net平臺上實現一個可用的AOP框架。

第一個例子

首先，我們來看看WebsharpAspect的使用效果。我們可以使用以下步驟來完成我們的第一個例子的編寫：

1、 在VisualStudio中新建一個控制臺應用程序，把Websharp.Aspect.dll添加入引用。

2、 添加一個類，命名為FirstAspect,并使他實現IAspect接口,添加代碼如下：

public class FirstAspect : IAspect

{

public void Execute(object[] paramList)

{

Console.WriteLine("FirstAspect is called");

}

}


3、 添加一個BusinessClass類，模擬具體的業務邏輯類，使這個類繼承AspectObject類，并添加AspectManaged特性，然后添加兩個方法，代碼如下：

[AspectManaged(true)]

public class BusinessClass : AspectObject

{

public BusinessClass(){}

public void OutputMethod()

{

Console.WriteLine("OutputMethod()");

}

public void GetString()

{

Console.WriteLine("GetString()");

}

}


4、 為項目添加一個App.config配置文件，，并且添加以下內容：

<?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、 在Main方法中添加如下代碼：

public class MainClass

{

[STAThread]

static void Main ()

{

BusinessClass cls=new BusinessClass();

cls.OutputMethod();

cls.GetString();

Console.ReadLine();

}

}


運行以上代碼，其結果如下：


可以看到，FirstAspect如我們所預期的那樣，成功的攔截了BusinessClass的方法。