首先你要明確的一點(diǎn)，AOP和OOP是兩種不同的認(rèn)識(shí)事物的角度，并不是說有了AOP就不要用OOP。AOP所關(guān)注的是傳統(tǒng)OOP不能優(yōu)雅解決的問題。(程序員通常都是完美主義者，當(dāng)解決某個(gè)問題不優(yōu)雅的時(shí)候，那就意味著不完美。)下面將就一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來說明他們到底如何的不同。

作為一個(gè)使用OOP多年的人來說，當(dāng)我聽說AOP可以解決一些OOP一直都不能優(yōu)雅地解決的問題時(shí)，我覺得應(yīng)該去探個(gè)究竟了。對(duì)兩種技術(shù)的比較最能給我們實(shí)際應(yīng)用提供見解。這里我設(shè)計(jì)了一個(gè)例子:一個(gè)OOP應(yīng)用，其中某些方面適合使用AOP。

本文展示了一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。一開始介紹了問題域，然后分別給出OOP與AOP的解決方案。后者使用了JDK5.0，JUnit，和AspectWerkz。最后說明如何編寫代碼。讀完本文后，我希望你能知道AOP到底是什么，解決什么樣的問題。(由于作者在后面AOP的例子中使用了Java5。0的批注(Annotation)，建議讀者先有所了解)

問題域描述

一個(gè)軟件公司雇傭一個(gè)程序員，指定給他一個(gè)業(yè)務(wù)部門并要求他隨時(shí)向經(jīng)理報(bào)告。當(dāng)團(tuán)隊(duì)成員完成他們的目標(biāo)時(shí)，經(jīng)理會(huì)給他們相應(yīng)的獎(jiǎng)金。公司所需要的方案必須能夠增加一個(gè)新的雇員并給當(dāng)前的員工增加獎(jiǎng)金。為了方便，我們用CSV文件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。



圖1 解決方案模型

類Manager(經(jīng)理)繼承自類Employee，包含一個(gè)額外的屬性，Managing Project。一個(gè)部門可能包含很多員工。多個(gè)部門構(gòu)成了公司。暫不考慮公司這樣的一個(gè)類，因?yàn)樗趩栴}域之外。

解決方案設(shè)計(jì)

以下流程圖描述了解決方案設(shè)計(jì)。



圖2 對(duì)象之間的交互(增加一個(gè)新的員工，指派給他一個(gè)部門和經(jīng)理)

出于簡(jiǎn)單的考慮，本文只關(guān)注必需的細(xì)節(jié)。當(dāng)然你也可以深入代碼得到你想要的其他信息。

[link]http://www.devx.com/assets/sourcecode/13172.zip[/link]

EmployeeServiceTestCase，一個(gè)JUnit測(cè)試用例，模擬一個(gè)最終用戶，創(chuàng)建新員工記錄，指派部門和經(jīng)理。它獲取所有可用的部門和經(jīng)理數(shù)據(jù)并顯示在圖形界面上。

為了實(shí)例化域?qū)ο驜usinessUnit和Manager，獲得的記錄將傳遞給工廠類。之后，通過給EmployeeService傳遞一個(gè)引用來創(chuàng)建一個(gè)Employee對(duì)象。

這個(gè)服務(wù)類使用EmployeeFactory創(chuàng)建對(duì)象，并把這個(gè)對(duì)象傳給EmployeeRepository 來進(jìn)行持久化操作。

應(yīng)用程序中需要面向哪些"切面"

到目前為止，對(duì)模型和設(shè)計(jì)的討論還限于一個(gè)較抽象的層面。現(xiàn)在，我轉(zhuǎn)向這個(gè)應(yīng)用的其他方面 - 這對(duì)理解AOP的價(jià)值至關(guān)重要。

操作所需的資源

public static Set findAllBusinessUnits() throws RepositoryException { Set businessUnits = new HashSet(); try { FileReader businessUnitFile = null; BufferedReader bufferedBusinessUnitFile = null; try { businessUnitFile = new FileReader(FILE_NAME); bufferedBusinessUnitFile = new BufferedReader(businessUnitFile); String businessUnitRecord; while((businessUnitRecord = bufferedBusinessUnitFile.readLine()) != null) { BusinessUnit businessUnit = BusinessUnitFactory. createBusinessUnit(businessUnitRecord); businessUnits。add(businessUnit); } } finally { if(bufferedBusinessUnitFile != null) { bufferedBusinessUnitFile。close(); } if(businessUnitFile != null) { businessUnitFile。close(); } } } catch(IOException ioe) { String message = "IOError. Unable to find Business Unit records"; logger.log(SEVERE， message， ioe); throw new RepositoryException(message， ioe); } logger。log(INFO， "Manager Records returned:" + businessUnits.size()); return businessUnits; }

上面的代碼通過FileReader和BUfferedReader來讀取CSV文件中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。應(yīng)用程序重復(fù)地從資源文件中取得數(shù)據(jù)然后在操作完成后釋放。我們會(huì)發(fā)現(xiàn):去掉程序的這兩個(gè)"切面"將提高代碼的可讀性并達(dá)到一個(gè)更好的設(shè)計(jì)，因?yàn)槿サ暨@些"多余"的東西，剩下的代碼才是這個(gè)方法真正的精髓。

這個(gè)方法的作用是讀取業(yè)務(wù)單位數(shù)據(jù)。所以不應(yīng)該也不需要去知道"如何獲取和釋放資源以及這個(gè)過程中出現(xiàn)的異常"這個(gè)"切面"。同樣地，使用AOP處理異常也變得不同。(后面將詳細(xì)介紹)

持久層

傳統(tǒng)的OOP使用倉庫類(repository classes)來打理應(yīng)用程序的持久層。即:

public class EmployeeRepository { public static void createEmployee (Employee employee) throws RepositoryException { //使用print writer把數(shù)據(jù)放入csv文件 } public static String findEmployeeRecordById(String id) throws RepositoryException { //使用file reader來獲得指定id的員工數(shù)據(jù) } public static Employee findEmployeeById(String id) throws RepositoryException { //使用該方法獲取員工數(shù)據(jù)， Employee對(duì)象由工廠類創(chuàng)建 } public static void updateEmployee(Employee employee) { //更新員工數(shù)據(jù) } }

類EmployeeService 使用一個(gè)倉庫類給應(yīng)用中相關(guān)雇員提供服務(wù)，在一個(gè)企業(yè)應(yīng)用中，從域模型(domain model)中去掉持久層代碼是一種設(shè)計(jì)上的改進(jìn)。模型設(shè)計(jì)者和程序員就可以關(guān)注各自的業(yè)務(wù)邏輯和持久層處理。后面你將會(huì)看到如何通過AOP來達(dá)到這樣的效果。

日志

刪除用于調(diào)試的日志代碼將會(huì)極大地改進(jìn)代碼的可讀性。考慮下面的代碼片斷:

public Employee createEmployee(String name， String contactNumber， BusinessUnit businessUnit， Manager manager) throws EmployeeServiceException { String id = createNewEmployeeId(); Employee employee = EmployeeFactory。createEmployee (id， name， contactNumber， businessUnit， manager); try { EmployeeRepository.createEmployee(employee); } catch(RepositoryException re) { String message = "Created employee successfully:" + employee; logger。log(SEVERE， message); throw new EmployeeServiceException (message， re); } logger。log(INFO， "Created employee successfully:" + employee); return employee; }

上面的代碼里包含了一個(gè)致命錯(cuò)誤和一個(gè)成功信息。輸出日志這一"切面"同樣可以移到業(yè)務(wù)模型外獨(dú)立實(shí)現(xiàn)。

異常處理

異常處理的例子我這里不再贅述，但這節(jié)已經(jīng)通過上面的代碼討論了潛在的問題。當(dāng)你調(diào)用EmployeeRepository對(duì)象的createEmployee方法時(shí)，你可能會(huì)得到一個(gè)RepositoryException異常。

傳統(tǒng)的解決方法是，在這個(gè)類中處理。另一種方法是，當(dāng)RepositoryException異常被拋出時(shí)createEmployee 方法返回null，catch塊中的其他邏輯可以在類外處理這一錯(cuò)誤。

錯(cuò)誤處理在不同的情況中也會(huì)不同。但是，通過AOP可以區(qū)分開每種情況。











圖3

圖3中描述了AOP方法的設(shè)計(jì)以及在一個(gè)更抽象的層次上類間的交互。你可以通過對(duì)比圖1和圖3來更好地理解AOP。程序的目的是通過BusinessUnit對(duì)象讀取CSV文件中的記錄然后填入類BusinessUnitService中的map。

使用AOP來填充這個(gè)map有點(diǎn)類似后門(backdoor)方法 -- 控制被委派給BusinessUnit 來讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中的記錄。

AOP就是定義一些切入點(diǎn)(pointcut)和處理方法(advice)。一個(gè)"切入點(diǎn)"是源代碼中一個(gè)執(zhí)行點(diǎn)。前面的例子定義了一個(gè)"切入點(diǎn)"--類BusinessUnitService中的findBusinessUnits方法。一個(gè)"處理方法"顧名思義就是當(dāng)執(zhí)行到某個(gè)"切入點(diǎn)"時(shí)的一塊代碼。

類BusinessUnitPersistentAspect包括advice方法findAllBusinessUnits，該方法從存儲(chǔ)介質(zhì)中載入數(shù)據(jù)，然后使用工廠類創(chuàng)建BusinessUnit對(duì)象。然后這個(gè)對(duì)象被加入map，map對(duì)象的引用通過BusinessUnitService對(duì)象獲得。

"切入點(diǎn)"和"處理方法"組成了所謂的"切面(Aspect)"為了讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中的數(shù)據(jù)，OOP方法通過一個(gè)DAO類來做。而AOP中，你只要定義一個(gè)"切入點(diǎn)"和相應(yīng)的"處理方法"來讀取數(shù)據(jù)。AOP框架會(huì)以advice的形式注入代碼，既可以在執(zhí)行期也可以在編譯期。

總而言之，當(dāng)類BusinessUnitService 中的findAllBusinessUnits 方法被調(diào)用時(shí)，AOP框架會(huì)在"切入點(diǎn)"處注入處理方法，通過BusinessUnit 對(duì)象預(yù)先讀取數(shù)據(jù)來填充map對(duì)象。這樣，持久層方面的代碼就可以移到業(yè)務(wù)代碼之外了。

新方法里的"切面"

本節(jié)討論如何用AOP為應(yīng)用程序的各個(gè)"切面"建模

操作資源

類BusinessUnitPersistenceAspect 的持久方法使用了一個(gè)buffered reader。你甚至可以定義"切面"的"切面"，但為了簡(jiǎn)單，這里只關(guān)注類的查找方法。

@Aspect("perJVM") public class BufferedFileReaderAspect { @Expression("execution (* org.javatechnocrats.aop.withaop. aspects.BusinessUnitPersistenceAspect.find*(..))") Pointcut businessUnitPersistenceAspect; // 其他"切入點(diǎn)"定義 @Expression("businessUnitPersistenceAspect || employeePersistenceAspect || managerPersistenceAspect") Pointcut allPersistencePointcuts; private Map<Class， String> fileNames; public BufferedFileReaderAspect() { System.out.println ("BufferedFileReaderAspect created"); fileNames = new HashMap<Class， String>(); fillFileNames(); } @Before("allPersistencePointcuts") public void assignReader (JoinPoint joinPoint) throws Throwable { System。out。println ("assignReader advice called"); Object callee = joinPoint.getCallee(); IBufferedFileReaderConsumable bufReaderConsumable = (IBufferedFileReaderConsumable)callee; Class persistenceClass = callee.getClass(); String fileName = fileNames.get(persistenceClass); FileReader fileReader = new FileReader(fileName); BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(fileReader); bufReaderConsumable. setBufferedReader(bufferedReader); } @AfterFinally("allPersistencePointcuts") public void releaseReader (JoinPoint joinPoint) throws Throwable { //釋放buffered reader等資源 } //其他方法 }

上面的代碼試圖為每一個(gè)方法創(chuàng)建"切入點(diǎn)"--所有以find開頭的方法。無論何時(shí)這些方法被調(diào)用，assignReader方法都會(huì)被提前執(zhí)行。這里它獲取被調(diào)用的類實(shí)例然后設(shè)置新建的buffered reader。

同樣地，在releaseReader 方法里，代碼會(huì)預(yù)先關(guān)閉buffered reader集合。本節(jié)只解釋@before和@

AfterFinally 這兩個(gè)"切入點(diǎn)"。(以J2SE 5。0的標(biāo)記定義)。另外，你也可以在方面定義的xml文件中聲明他們。你可以查看例程源代碼中的aop。xml文件。

下載

持久化

前面提到，OOP方法使用BusinessUnit來為應(yīng)用的持久層填充Map。在下面的高亮代碼中(@before一行，以及while循環(huán)代碼)，當(dāng)BusinessUnitService中的方法findAllBusinessUnits 被調(diào)用時(shí)"處理方法"findAllBusinessUnits 也將被調(diào)用。

@Aspect("perJVM") public class BusinessUnitPersistenceAspect implements IBufferedFileReaderConsumable { private BufferedReader buffFileReader; @Before("execution (Collection org.javatechnocrats.aop.withaop. BusinessUnitService.findAllBusinessUnits())") public void findAllBusinessUnits (JoinPoint joinPoint) throws Throwable { System.out.println ("findAllBusinessUnits advice called"); Map<String， BusinessUnit> businessUnits = ((BusinessUnitService)joinPoint. getThis()).getBusinessUnits(); String businessUnitRecord; while((businessUnitRecord = buffFileReader。readLine()) != null) { BusinessUnit businessUnit = BusinessUnitFactory. createBusinessUnit(businessUnitRecord); businessUnits.put (businessUnit.getId()， businessUnit); } } public void setBufferedReader (BufferedReader buffFileReader) { System.out.println ("BusinessUnitPersistenceAspect. setBufferedReader called"); this.buffFileReader = buffFileReader; } public BufferedReader getBufferedReader() { System.out.println ("BusinessUnitPersistenceAspect. getBufferedReader called"); return this.buffFileReader; } }

"處理方法"從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中讀取記錄，使用工廠類創(chuàng)建一個(gè)BusinessUnit實(shí)例。然后這個(gè)實(shí)例被加入到Map。該Map掌管程序的所有持久化"切面"。

日志

本文中的例子沒有包含一個(gè)完整的日志AOP解決方案。但是，它為java。lang。Object類的toString方法定義了一個(gè)"切入點(diǎn)"來獲取類的調(diào)試信息。因此，域中的類不需要實(shí)現(xiàn)toString方法。通常可能你可能需要為每一個(gè)類都要實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法。

@Aspect("perJVM") public class LoggingAspect { @Around("execution( String org.javatechnocrats.aop. withaop..*.toString())") public Object toStringAdvice (JoinPoint joinPoint) throws Throwable { System.out.println ("toStringAdvice called"); String toString = (String)joinPoint.proceed(); Object target = joinPoint.getThis(); Field fields[] = target.getClass().getDeclaredFields(); List members = new ArrayList(fields.length + 1); members.add(toString); for(Field field : fields) { field.setAccessible(true); Object member = field.get(target); members.add(field.getName() + "=" + member); } return members。toString(); }

你也可以用這個(gè)樣例代碼完成錯(cuò)誤處理"切面"。

深入源代碼

為了理解樣例需求的OOP設(shè)計(jì)，請(qǐng)參看源代碼并思考以下幾個(gè)問題: 下載

* 首先分析oldway包中EmployeeServiceTestCase 類中的代碼

*查看testEmployeeCredit 方法

*搞懂業(yè)務(wù)類Employee和BusinessUnit

*學(xué)習(xí) service，repository和factory概念。這些是業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的主要概念。

*更深入地理解oldway包中的service，repository和factory類

而AOP地理解則應(yīng)該是:

*分析newway包中EmployeeServiceTestCase 類

*查看service，repository和factory類，基本和前一種差不多。只是你要讓"處理方法"截獲程序的執(zhí)行流程。

*研究aspect類學(xué)習(xí)"切入點(diǎn)"的定義

要執(zhí)行程序，你需要做的工作:

* 下載AspectWerkz 2。0 http://aspectwerkz。codehaus。org/

*設(shè)置以下的環(huán)境變量:

set JAVA_HOME=c:\Program Files\Java\jdk1.5.0 set ASPECTWERKZ_HOME=C:\aw_2_0_2 set PATH=%PATH%;%ASPECTWERKZ_HOME%\bin set CLASSPATH= C:\aw_2_0_2\lib\aspectwerkz-2.0.RC2.jar; C:\aw_2_0_2\lib\aspectwerkz-jdk5-2.0.RC2.jar; classes; C:\ junit\3.8.1\resources\lib\junit.jar

*解壓縮源代碼和其他文件

*編譯Java文件，但不要編譯測(cè)試用例否則你調(diào)試時(shí)會(huì)遇到一個(gè)錯(cuò)誤。

*進(jìn)行離線調(diào)試。假設(shè)你把文件解壓縮到c:\aop，類文件解壓到c:\aop\classes，在c:\aop目錄下執(zhí)行以下命令:

%ASPECTWERKZ_HOME%\bin\aspectwerkz -offline etc/aop。xml -cp classes classes

*AOP框架會(huì)修改類來注入必要的字節(jié)碼

*編譯測(cè)試用例，使用JUnit運(yùn)行它。

后記

當(dāng)你完成了上面的這些工作，你應(yīng)該有以下的領(lǐng)悟:

*程序中的交叉關(guān)聯(lián)

*關(guān)于AOP中深入源代碼

為了理解樣例需求的OOP設(shè)計(jì)，請(qǐng)參看源代碼并思考以下幾個(gè)問題:

下載

* 首先分析oldway包中EmployeeServiceTestCase 類中的代碼

*查看testEmployeeCredit 方法

*搞懂業(yè)務(wù)類Employee和BusinessUnit

*學(xué)習(xí) service，repository和factory概念。這些是業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的主要概念。

*更深入地理解oldway包中的service，repository和factory類

而AOP地理解則應(yīng)該是:

*分析newway包中EmployeeServiceTestCase 類

*查看service，repository和factory類，基本和前一種差不多。只是你要讓advice截取程序的流程。

*研究aspect類學(xué)習(xí)point cut的定義

要執(zhí)行程序，你需要做的工作:

* 下載AspectWerkz 2.0 http://aspectwerkz。codehaus。org/

*設(shè)置以下的環(huán)境變量:

set JAVA_HOME=c:\Program Files\Java\jdk1.5.0 set ASPECTWERKZ_HOME=C:\aw_2_0_2 set PATH=%PATH%; %ASPECTWERKZ_HOME%\bin set CLASSPATH= C:\aw_2_0_2\lib\aspectwerkz-2.0.RC2.jar; C:\aw_2_0_2\lib\aspectwerkz-jdk5-2.0.RC2.jar; classes; C:\ junit\3.8.1\resources\lib\junit.jar

*解壓縮源代碼和其他文件

*編譯Java文件，但不要編譯測(cè)試用例否則你調(diào)試時(shí)會(huì)遇到一個(gè)錯(cuò)誤。

*進(jìn)行離線調(diào)試。假設(shè)你把文件解壓縮到c:\aop ，類文件解壓到c:\aop\classes，在c:\aop目錄下執(zhí)行以下命令:

%ASPECTWERKZ_HOME%\bin\aspectwerkz -offline etc/aop。xml -cp classes classes

*AOP框架會(huì)修改類來注入必要的字節(jié)碼

*編譯測(cè)試用例，使用JUnit運(yùn)行它。

后記

當(dāng)你完成了上面的這些工作，你應(yīng)該有以下的領(lǐng)悟:

*程序中的交叉關(guān)聯(lián)

*關(guān)于AOP中"切面"的含義

*如何用AOP來把程序業(yè)務(wù)層中的交叉關(guān)聯(lián)分離出來，使用"切入點(diǎn)"和"處理方法"

*OOP和AOP時(shí)在程序控制流上的不同

從本文你應(yīng)該也得到一種看待實(shí)際開發(fā)的新視角。你應(yīng)該有信心使用AOP來改進(jìn)項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)，建模，提高代碼的重用性。至少，你可以開始使用AOP來處理日志，錯(cuò)誤和持久化。

個(gè)人覺得，AOP的學(xué)習(xí)曲線相對(duì)較陡，尤其在理解定義"切入點(diǎn)"的句法時(shí)。理想的情況是，使用OOP來設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)模型，使用AOP把業(yè)務(wù)模型中的交叉關(guān)聯(lián)移出，從而使代碼簡(jiǎn)潔并提高可讀性。

AOP的一個(gè)缺點(diǎn)是會(huì)使調(diào)試變得困難，因?yàn)椴煌贠OP，程序流變的復(fù)雜了，交互是由編譯期或執(zhí)行期決定。我準(zhǔn)備將來做一些自動(dòng)化工具來解決這個(gè)問題。