使用PostSharp实现AOP拦截
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了使用PostSharp实现AOP拦截相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
摘要
本文首先介绍AOP(面向方面编程)的相关概念及理论,然后介绍如何使用PostSharp框架在.NET平台上实现AOP,最后对PostSharp的机制及AOP的优劣进行一个简单的分析。
AOP(Aspect-Oriented Programming)
AOP的基本定义及作用
根据维基百科的定义,“AOP(Aspect-Oriented Programming)是一种将函数的辅助性功能与业务逻辑相分离的编程泛型(programming paradigm),其目的是将横切关注点(cross-cutting concerns)分离出来,使得程序具有更高的模块化特性。AOP是面向方面软件开发(Aspect-Oriented Software Development)在编码实现层面上的具体表现(面向方面软件开发AOSD是一个囊括面向方面分析、面向方面设计和面向方面编程等一系列概念的完整工程系统——笔者注)。AOP包括编程模型和具体用于实现AOP的框架两部分。”
下面对上文提到的定义进行一些解释。
在当前大多数支持面向对象的编程语言中(例如C#,Java等),函数(Function)是表述程序功能的最小单元,而一个函数的代码层面往往同时含有核心业务逻辑和辅助性功能。核心业务逻辑指一个函数本身主要要实现的业务功能,例如在一个在线电子商务系统中,“PlaceOrder”函数其核心业务逻辑是“下订单”,而“UpgradeMember”函数其核心业务是“提升一个会员的等级”。但是,一个函数除了核心业务代码外,往往还会有一些辅助性功能代码,如事务处理、缓存处理、日志记录、异常处理等等。而这些辅助性功能一般会存在于大多数甚至所有业务函数中,即形成AOSD中所谓的横切关注点,如图1所示。
图1、横切关注点示意
横切关注点的存在,造成了如下几个问题。
代码编写和维护困难。
横切关注点不仅横切各个函数,还可能在不同类甚至不同工程间横切,使得同一个辅助功能(如事务处理)分散到各处,如果要增加新函数时要时刻注意别忘了添加所有需要的横切代码。另外,如果需要对其进行修改,则需要到所有被横切的函数中修改,维护难度极大。
引入大量冗余代码
由于同一个辅助性功能的代码几乎是完全相同的,这样就会令同样的代码在各个函数中出现,引入了大量冗余代码。
降低代码质量
横切关注点令核心业务代码和辅助性代码杂糅纠缠在一起,破坏了业务函数代码的纯净性和函数职责的单一性,引入了大量繁杂的代码和结构,使得代码质量下降。
所以,AOP的核心思想就是在编写代码时将横切关注点分离出来,形成单独的模块,单独编写和维护,不再分散到各业务函数,使得业务函数仅包含核心业务代码,从而解决以上问题。而在程序编译或运行时,通过某些手段(下文介绍)令独立的横切关注点代码可以与核心业务代码自动协作运行,完成本身需要的功能。
AOP相关术语
方面(Aspect)
一个Aspect指上文提到的横切关注点在编程中的具体实现,它包含一个横切关注点所需要实现的具体辅助功能。具体到代码中,Aspect可能会被实现为一个Class,一个Function或一个Attribute。
连接点(Join Point)
连接点指一个业务函数代码中的一个位置或时机,在这个位置或时机允许Aspect代码插入执行。常见的连接点有进入函数执行业务代码前时、执行完全部业务代码离开函数前、当有异常发生在异常处理代码执行前等等。
织入(Weaving)
织入指将指定的Aspect代码插入指定连接点,使得横切代码与业务代码交合在一起。
连接模型(JPM, Join Point Model)
JPM主要是面向方面语言(如AspectJ)或面向方面框架的语义模型。主要包含以下三点:有哪些可用连接点,如何指定连接点以及如何织入。
AOP的实现方式
一般来说,在纯编译型语言(如C、C++)等语言中实现AOP非常困难,必须完全从编译器角度入手。本文主要讨论托管型语言(如C#,Java)中AOP的实现方式。AOP的主要实现方式有编译时AOP和运行时AOP两种,下面分别介绍。
编译时AOP(静态织入)
编译时AOP的实现思想是给语言的编译器做扩展,使得在编译程序的时候编译器将相应的Aspect代码织入到业务代码的指定连接点,输出整合的结果。图2是编译时AOP的示意图(以.NET平台为例)。
图2、编译时AOP示意图
如图2所示,当使用静态织入时,带AOP扩展的编译器会在编译时将Aspect代码织入业务函数代码,形成整合后的IL,然后交由CLR运行。
运行时AOP(动态织入)
运行时AOP如图3所示。
图3、运行时AOP的示意图
如图3所示,运行时AOP的实现方式是将扩展添加到运行虚拟机而不是编译器。Aspect和业务代码分别独立编译,而在运行时由虚拟机在必要时进行织入。
PostSharp
PostSharp简介
PostSharp是一个用于在.NET平台上实现AOP的框架,是我比较常用的一个AOP框架,官方网站为http://www.sharpcrafters.com。目前最新版本为2.0,但是2.0的license不再免费,因此个人建议下载1.5版,同时下文都是基于PostSharp1.5。
PostSharp使用静态织入方式实现AOP,其连接点非常丰富,使用简单,而且相对其它一些.NET平台上的AOP框架来说,PostSharp较为轻量级,但是功能却一点也不逊色,因此是我比较喜欢的一个AOP框架。更多关于PostSharp的介绍请参看其官方网站。
另外使用PostSharp与其它框架不太一样的是一定要下载安装包安装,只引用类库是不行的,因为上文说过,AOP框架需要为编译器或运行时添加扩展。
使用PostSharp实现AOP示例
这一节将通过一个例子演示如何使用PostSharp在.NET平台上实现AOP。这个例子将通过AOP为核心业务函数增加日志记录功能。
新建项目
首先新建一个C#的WinForm应用程序,如图4所示,这里将工程命名为“PostSharpExample”。
图4、新建项目
编写核心业务函数
首先我们来编写核心业务。当然这里不存在真正的业务,我们只是模拟一个而已。将要模拟的核心业务是预定房间。先构建一个如图5所示的简单UI。
图5、UI界面
下面我们为项目增加一个“CoreBusiness”类,并在其中添加“Subscribe”方法。代码如下: