摘要：面向?qū)ο蟮乃枷霃?qiáng)調(diào)"一切皆是對象"，在面向?qū)ο蟮某绦蛑形覀兪褂谜鎸?shí)概念的模型思考問題，使得整個(gè)軟件系統(tǒng)開發(fā)可以像搭建房屋一樣有條不紊。然而面向?qū)ο笠膊⒎峭昝罒o缺的，它更注重于對象層次結(jié)構(gòu)方面的東西，對于如何更好的管理對象行為內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還存在著些許不足。那么我們?nèi)绾问惯@個(gè)問題的得到更完美的解決呢？答案就是AOP。

主要內(nèi)容：

1. AOP簡述
2. 利用動態(tài)代理實(shí)現(xiàn)AOP
3. 總結(jié)

一、AOP簡述

AOP的概念早在上個(gè)世紀(jì)九十年代初就已經(jīng)出現(xiàn)了，當(dāng)時(shí)的研究人員通過對面向?qū)ο笏枷刖窒扌缘姆治鲅芯砍隽艘环N新的編程思想來幫助開發(fā)者減少代碼重復(fù)提高開發(fā)效率，那就是AOP，Aspect-Oriented Programming。AOP是OOP的補(bǔ)充，是GOF的延續(xù)。我們知道設(shè)計(jì)模式是對于面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，它孜孜不斷追求的就是調(diào)用者與被調(diào)用者之間的解耦。有了設(shè)計(jì)模式我們可以更有效的利用面向?qū)ο蟮奶匦裕沟谜麄€(gè)軟件設(shè)計(jì)更加靈活、優(yōu)雅。但是設(shè)計(jì)模式是基于面向?qū)ο蟮乃枷攵纬傻模嗟臅r(shí)候關(guān)注的是對象層次的東西，在解決對象行為內(nèi)部問題方面卻有些不足。AOP的出現(xiàn)恰恰就是對面向?qū)ο笏枷胱龀隽送昝赖难a(bǔ)充。

上圖顯示了軟件的縱向和橫向結(jié)構(gòu)，從縱向結(jié)構(gòu)來看就是我們軟件系統(tǒng)的各個(gè)模塊，它主要負(fù)責(zé)處理我們的核心業(yè)務(wù)（例如商品訂購、購物車查看）；而從橫向結(jié)構(gòu)來看，我們幾乎每個(gè)系統(tǒng)又包含一些公共模塊（例如權(quán)限、日志模塊等）。這些公共模塊分布于我們各個(gè)核心業(yè)務(wù)之中（例如訂購和查看商品明細(xì)的過程都需要檢查用戶權(quán)限、記錄系統(tǒng)日志等）。這樣一來不僅在開發(fā)過程中要處處關(guān)注公共模塊的處理而且開發(fā)后維護(hù)起來也是十分麻煩。而有了AOP之后將應(yīng)用程序中的商業(yè)邏輯同對其提供支持的通用服務(wù)進(jìn)行分離，使得開發(fā)人員可以更多的關(guān)注核心業(yè)務(wù)開發(fā)。

二、利用動態(tài)實(shí)現(xiàn)AOP

上面我們說了一些關(guān)于AOP所要解決的問題以及這樣做的好處，下面我們主要看一下如何實(shí)現(xiàn)AOP。

AOP的實(shí)現(xiàn)一般分為：動態(tài)代理（DynamicProxy）和靜態(tài)織入（StaticWeave）兩種方式。這里我們主要說的是如何利用Emit來自己實(shí)現(xiàn)動態(tài)代理方式的AOP（關(guān)于Emit的知識大家可以看一下我的另一篇博客 反射發(fā)出--Emit ），以此來幫助大家更深入的理解AOP。

在開始動態(tài)代理之前假設(shè)我們有這樣一個(gè)類，它是負(fù)責(zé)處理我們的業(yè)務(wù)邏輯的。

先看對應(yīng)接口

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace DanymicProxy { interface IBusinessLogic { void ShowMessage(string msg); int Calculate(); } }

相應(yīng)的類

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace DanymicProxy { public class MyBusinessLogic:IBusinessLogic { public virtual void ShowMessage(string msg) { Console.WriteLine(msg); } public virtual int Calculate() { int sum=0; for (int i = 1; i <= 100; ++i) { sum += + i; } Console.WriteLine(sum); return sum; } } }

現(xiàn)在我們需要給所有的核心業(yè)務(wù)添加日志記錄功能，此時(shí)大概會有下面幾種選擇：

1.在ShowMessage和Calculate內(nèi)部都添加上記錄日志的代碼 。

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace DanymicProxy { public class MyBusinessLogic:IBusinessLogic { public virtual void ShowMessage(string msg) { Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString() + ":DanymicProxy.MyBusinessLogic ShowMessage is called!"); Console.WriteLine(msg); Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString() + ":DanymicProxy.MyBusinessLogic ShowMessage has finished!"); } public virtual int Calculate() { Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString() + ":DanymicProxy.Calculate ShowMessage is called!"); int sum=0; for (int i = 1; i <= 100; ++i) { sum += + i; } Console.WriteLine(sum); Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString() + ":DanymicProxy.Calculate ShowMessage has finished!"); return sum; } } }

2.重新寫一個(gè)類繼承于MyBusinessLogic并對其中的方法重寫。

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace DanymicProxy { class MyBusinessLogicDecoration:MyBusinessLogic { public override void ShowMessage(string msg) { Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString() + ":DanymicProxy.MyBusinessLogic ShowMessage is called!"); base.ShowMessage(msg); Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString() + ":DanymicProxy.MyBusinessLogic ShowMessage has finished!"); } public override int Calculate() { Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString() + ":DanymicProxy.Calculate ShowMessage is called!"); int t=base.Calculate(); Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString() + ":DanymicProxy.Calculate ShowMessage has finished!"); return t; } } }

3.寫一個(gè)靜態(tài)代理類。

首先看一下代理中用到的攔截器接口

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace DanymicProxy { public interface IInterceptor { object Invoke(object obj,string methodName,object[] parameters); } }

然后編寫一個(gè)操作日志的攔截器

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace DanymicProxy { public class LogInterceptor:IInterceptor { public object Invoke(object obj, string methodName, object[] parameters) { Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString()+":"+obj.ToString()+"'s "+methodName+" is called!"); object rst= obj.GetType().GetMethod(methodName).Invoke(obj,parameters); Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString() + ":" + obj.ToString() + "'s " + methodName + " has finished!"); return rst; } } }

再看靜態(tài)代理類

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using DanymicProxy; namespace DanymicProxy { class MyBusinessLogicProxy { private IInterceptor _interceptor = null; public MyBusinessLogicProxy(IInterceptor interceptor) { _interceptor = interceptor; } public virtual void ShowMessage(string msg) { _interceptor.Invoke(new MyBusinessLogic(), "ShowMessage", new object[] { msg }); } public virtual int Calculate() { return Convert.ToInt32(_interceptor.Invoke(new MyBusinessLogic(), "Calculate", null)); } } }

接著我們可以使用下面的代碼做測試

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace DanymicProxy { class Program { static void Main(string[] args) { (new MyBusinessLogicProxy(new LogInterceptor())).ShowMessage("Hello World!"); (new MyBusinessLogicProxy(new LogInterceptor())).Calculate();; } } }

4.使用動態(tài)代理

相對于前兩種方法，第三種方法應(yīng)該算是比較好的方法了，可是做起來比較麻煩。不僅必須給每個(gè)業(yè)務(wù)類都重新寫一個(gè)包含日志處理的代理類，而且如果我有其他類似日志處理的模塊（例如權(quán)限模塊）需要添加還要再寫包含其他功能的代理類。這樣做起來不僅工作量大，而且再維護(hù)起來也十分麻煩。怎么辦?方法就是使用動態(tài)代理。

我們下面要實(shí)現(xiàn)的動態(tài)代理，其運(yùn)行機(jī)制和上面說的靜態(tài)代理可以說是完全相同的（事實(shí)上我們編寫Emit的時(shí)候就是仿照靜態(tài)代理類來寫的），只不過重復(fù)寫代理類的工作交給程序來做了而已。

具體過程：首先根據(jù)泛型類型創(chuàng)建名字為"泛型+Proxy"的類；在類中聲明一個(gè)IInterceptor型的私有變量_interceptor賦值為null；接著創(chuàng)建構(gòu)造函數(shù)，其參數(shù)為IInterceptor類型；然后我們遍歷泛型中的方法，創(chuàng)建名稱、返回類型、參數(shù)均與泛型方法一致的方法，然后在方法中使用interceptor的Invoke方法調(diào)用對應(yīng)的方法（參數(shù)分別為泛型對象、方法名和參數(shù)）；最后實(shí)例化此類，并將其返回。

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Reflection; using System.Reflection.Emit; namespace DanymicProxy { public class Proxy<T> where T:class { public static T CreateProxy(IInterceptor interceptor) { //構(gòu)建程序集 AssemblyName aName = new AssemblyName("Cmj.DotNet"); AppDomain aDomain = AppDomain.CurrentDomain;//應(yīng)用程序域，這里設(shè)為當(dāng)前域 AssemblyBuilder aBuidler = aDomain.DefineDynamicAssembly(aName, AssemblyBuilderAccess.RunAndSave); //定義模塊 ModuleBuilder mBuidler = aBuidler.DefineDynamicModule("MyModule","Cmj.DotNet.dll"); //創(chuàng)建類型(其實(shí)就是一個(gè)類) StringBuilder sbClassName = new StringBuilder("Cmj.DotNet."); sbClassName.Append(typeof(T).Name); sbClassName.Append("Proxy"); TypeBuilder tBuidler = mBuidler.DefineType(sbClassName.ToString(), TypeAttributes.Public | TypeAttributes.Class,typeof(T));//繼承于T //--實(shí)現(xiàn)類--// //定義私有字段 FieldBuilder fbInterceptor = tBuidler.DefineField("_interceptor", typeof(IInterceptor), FieldAttributes.Private); //為私有變量賦值 fbInterceptor.SetConstant(null); //定義構(gòu)造函數(shù) ConstructorBuilder ctstBuilder = tBuidler.DefineConstructor(MethodAttributes.Public, CallingConventions.Standard, new Type[] { typeof(IInterceptor)}); ILGenerator ctstGenerator = ctstBuilder.GetILGenerator(); ctstGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg_0); ctstGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg_1); ctstGenerator.Emit(OpCodes.Stfld, fbInterceptor);//給字段賦值 ctstGenerator.Emit(OpCodes.Ret); //定義方法 MethodInfo[] methods = typeof(T).GetMethods(BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public); Type retType=null; Type[] paramsType=null; ParameterInfo[] parameters=null; MethodBuilder mtdBuidler=null; ILGenerator mtdGenerator = null; foreach (MethodInfo method in methods) { if (method.Name != "ToString" && method.Name != "Equals" && method.Name != "GetHashCode" && method.Name != "GetType") { //獲得返回值類型 retType = method.ReturnType; //獲得參數(shù)類型 parameters = method.GetParameters(); paramsType = new Type[parameters.Length]; for (int i = 0; i < parameters.Length; ++i) { paramsType[i] = parameters[i].ParameterType; } //實(shí)現(xiàn)方法體 mtdBuidler = tBuidler.DefineMethod(method.Name, MethodAttributes.Public|MethodAttributes.Virtual, CallingConventions.Standard, retType, paramsType); mtdGenerator = mtdBuidler.GetILGenerator(); mtdGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg_0); mtdGenerator.Emit(OpCodes.Ldfld, fbInterceptor); mtdGenerator.Emit(OpCodes.Newobj, typeof(T).GetConstructor(new Type[0])); mtdGenerator.Emit(OpCodes.Ldstr, method.Name); if (paramsType.Length == 0) { mtdGenerator.Emit(OpCodes.Ldnull); } else { LocalBuilder paras = mtdGenerator.DeclareLocal(typeof(object[])); mtdGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4, paramsType.Length); mtdGenerator.Emit(OpCodes.Newarr, typeof(object)); mtdGenerator.Emit(OpCodes.Stloc, paras); for (var j = 0; j < paramsType.Length; j++) { mtdGenerator.Emit(OpCodes.Ldloc, paras); mtdGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4, j); mtdGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg, j + 1); mtdGenerator.Emit(OpCodes.Stelem_Ref); } mtdGenerator.Emit(OpCodes.Ldloc, paras); } mtdGenerator.Emit(OpCodes.Callvirt, typeof(IInterceptor).GetMethod("Invoke")); if (retType == typeof(void)) { mtdGenerator.Emit(OpCodes.Pop); } mtdGenerator.Emit(OpCodes.Ret); } } //創(chuàng)建引用、調(diào)用方法 Type proxyType = tBuidler.CreateType(); aBuidler.Save("Cmj.DotNet.dll"); object proxy = Activator.CreateInstance(proxyType, new object[]{ interceptor});//實(shí)例化 return proxy as T; } } }

最后我們測試一下

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace DanymicProxy { class Program { static void Main(string[] args) { Proxy<MyBusinessLogic>.CreateProxy(new LogInterceptor()).ShowMessage("Hello World!"); Proxy<MyBusinessLogic>.CreateProxy(new LogInterceptor()).Calculate(); } } }

運(yùn)行效果

三、總結(jié)：

上面簡單的介紹了如何用動態(tài)代理的方式實(shí)現(xiàn)AOP，主要是幫助大家理解動態(tài)代理AOP的大致思路。在實(shí)際開發(fā)中我們可能更多時(shí)候會選擇一些AOP的工具（例如Castle中的Aspect#、Spring AOP、AspectDNG等），這些內(nèi)容（包括靜態(tài)織入方式實(shí)現(xiàn)AOP）我們今后有機(jī)會再一塊學(xué)習(xí)。

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動態(tài)代理方式實(shí)現(xiàn)AOP