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基于.Net的AOP实现技术

摘要: 基于.Net的AOP实现技术

<table cellSpacing=0 cellPadding=0 border=0 class="zh114" align="right"> <tr> <td > </td> </tr> </table>
　　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AspectJ，AspectWerkz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AOP。AspectJ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：
　　
　　*　使用ContextAttribute和ContextBoundObject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。
　　*　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。
　　*　使用Proxy模式。这也是本文将详细介绍的方法。
　　*　当然，在ASP.Net项目中，我们还有一种选择，就是使用HTTPHandler和HTTPModule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HTTPHandler和HTTPModule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、　在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"?>
　　
　　 < configSections >
　　　　,Websharp.Aspect"/>
　　
　　 < Websharp.Aspects >
　　　　 < Aspect type ="WeaveTest.FirstAspect,WeaveTest" deploy-model ="Singleton"
　　　　　　pointcut-type="Method|Construction"action-position="Both"match="*,*"/>
　　
　　
　　
　　
　　5、　在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