冒號(hào)和他的學(xué)生們
——程序員提高班紀(jì)事
- 切面范式
橫看成嶺側(cè)成峰 ——《蘇軾·題西林壁》
引號(hào)重開話題：“OOP方興未艾，AOP又開始嶄露頭角。AOP算是OOP的一種分支、一種補(bǔ)充還是一種超越？”
嘆號(hào)故作捶胸頓足狀：“OOP還沒有完全吃透，又來了個(gè)什么AOP。”
“不同的人對(duì)新生事物采取不同的態(tài)度。”冒號(hào)王顧左右而言他，“追星族傾向于盲目追捧，唯恐落伍，他們信奉新潮的流行的就是好的；守舊派傾向于本能抗拒，回避求新，他們認(rèn)為經(jīng)典的傳統(tǒng)的才是好的。”
引號(hào)和嘆號(hào)互視一眼，不情愿地戴上了老冒派發(fā)的帽子。
冒號(hào)續(xù)道：“從宏觀角度看，太陽底下沒有新鮮事——AOP無非是SoC原理和DRY原則的一種應(yīng)用；從微觀角度看，太陽每天都是新的——AOP雖自OOP的土壤中長出，卻脫離藩籬自成一體，并且嫁接到非OOP的領(lǐng)地，不僅在純過程式語言、函數(shù)式語言、甚至邏輯式語言中得到發(fā)展，而且本身也具備了一定的聲明式語言特征，成為一種新的軟件模塊化方式。”
問號(hào)舉手：“什么是SoC和DRY？”
引號(hào)代答：“SoC就是Separation of concerns，即關(guān)注點(diǎn)分離；DRY是Don’t Repeat Yourself，即盡量減少重復(fù)代碼。”
“答案正確，加十分！”冒號(hào)戲贊道，“不良代碼通常有兩種病征：一是紛亂如麻，糾纏打結(jié)，可謂剪不斷理還亂；二是疊床架屋，臃腫不堪。治療此類病癥一個(gè)有效的方法是抽象與分解：從問題中抽象出一些關(guān)注點(diǎn)，再以此為基礎(chǔ)進(jìn)行分解。分解后的子問題主題鮮明并且獨(dú)立，不會(huì)牽一發(fā)而動(dòng)全身。同時(shí)具有相同特征的部分可以象代數(shù)中的公因子一樣提取出來，減少了代碼重復(fù)。”
句號(hào)醒悟道：“這不就是模塊化嗎？”
“準(zhǔn)確地說，抽象是前提，分解是方式，模塊化是結(jié)果。”冒號(hào)很講究精確，“大家記得庖丁解牛的故事吧？在常人眼中復(fù)雜的牛體，庖丁經(jīng)過抽象，已目無全牛，及至提刀分解，自是游刃有余。待牛如土委地，模塊化既成。”
句號(hào)舉一反三：“前面提到的編程范式的基本思想大多不也如此？將程序分別抽象分解為過程、函數(shù)、斷言、對(duì)象和進(jìn)程，就依次成為過程式、函數(shù)式、邏輯式、對(duì)象式和并發(fā)式。至于泛型式——”
句號(hào)講不下去了。
“泛型式雖未引入新類型的模塊，其核心也是抽象出算法后與數(shù)據(jù)分解。”冒號(hào)為其解圍，“以此類推，切面式的AOP將程序抽象分解為切面。”
問號(hào)提問：“抽象與分解的原則是什么？”
冒號(hào)作了個(gè)V字：“兩條：單一化，正交化。每個(gè)模塊職責(zé)明確專一，模塊之間相互獨(dú)立，即高聚合低耦合（high
cohesion & low coupling）。此原則相當(dāng)普適，是分析復(fù)雜事物的一種基本方法，在數(shù)學(xué)和物理中應(yīng)用得尤為廣泛，如質(zhì)因式分解、正交分解、譜分解等等。”
逗號(hào)調(diào)皮地抬杠：“為什么稱為正交化呢？斜交化不行嗎？”
冒號(hào)呵呵一笑：“互為正交的兩個(gè)向量在彼此方向上投影為零，意味著彼此獨(dú)立，互不影響，斜交可不行。”
逗號(hào)吐了吐舌頭。
“誠如前述，AOP以切面為模塊。”冒號(hào)返回主題，“切面Aspect常直譯為‘方面’，但它描述的是橫切關(guān)注點(diǎn)（Cross-cutting
concerns），故‘切面’更準(zhǔn)確生動(dòng)，而‘方面’則失之空泛呆板。何謂橫切關(guān)注點(diǎn)？顧名思義，乃是與程序的縱向主流執(zhí)行方向橫向正交的關(guān)注焦點(diǎn)。不妨回顧一下，無論是過程式的函數(shù)，還是對(duì)象式的方法，都包含了完整的執(zhí)行代碼。但有些代碼橫跨多個(gè)模塊，以片斷的形式散落在各處，雖具有相似的邏輯，卻無法用傳統(tǒng)的方式提煉成模塊，難以實(shí)現(xiàn)SoC與DRY。典型的例子如：在調(diào)用某些對(duì)象的方法、讀寫某些對(duì)象的域、拋出某些異常等等前后，需要用到統(tǒng)一的業(yè)務(wù)邏輯，諸如日志輸出、代碼跟蹤、性能監(jiān)控、異常處理、安全檢查、事務(wù)管理等等。為解決此類問題，AOP應(yīng)運(yùn)而生。它將每類橫切關(guān)注點(diǎn)封裝到單獨(dú)的Aspect模塊中，將程序中的一些執(zhí)行點(diǎn)與相應(yīng)的代碼綁定起來。單個(gè)的執(zhí)行點(diǎn)稱為接入點(diǎn)（join
point），例如：調(diào)用某個(gè)對(duì)象的方法前后；符合預(yù)先指定條件的接入點(diǎn)集合稱為切入點(diǎn)（pointcut），例如：所有以set為命名開頭的方法；每段綁定的代碼稱為一個(gè)建議（advice）。”
問號(hào)有點(diǎn)疑問：“接入點(diǎn)與切入點(diǎn)有何區(qū)別？”
冒號(hào)釋疑：“望文生義，接入處是點(diǎn)，切入處是面，面由點(diǎn)組成。advice定義于切入點(diǎn)上，執(zhí)行于接入點(diǎn)處。換言之，共享一段代碼的接入點(diǎn)組成了一個(gè)切入點(diǎn)。切入點(diǎn)一般用條件表達(dá)式來描述，不僅有廣泛性，還有預(yù)見性——以后新增的代碼如果含有滿足切入點(diǎn)條件的接入點(diǎn)，advice中的代碼便自動(dòng)附著其上。這是AOP的威力所在，但有時(shí)也是麻煩所在。”
引號(hào)很較真：“好像一些書上把join
point譯作連接點(diǎn)，把advice譯作通知。”
“誤導(dǎo)，完全是誤導(dǎo)！”冒號(hào)有些痛心疾首，“何謂join
point？是advice中額外代碼接入之處，join顯為‘參加’、‘加入’之意。如果說翻作‘連接’只是因缺乏動(dòng)感和方向性而不夠貼切的話，將advice譯作‘通知’則近乎荒謬了。advice是在原有程序流程中加入的額外流程，可理解為建議采取的措施，而‘通知’強(qiáng)調(diào)的是一種信息，難道是程序運(yùn)行到join
point的信息？抑或采取某種行動(dòng)的信息？簡直不知所云。”
頓了一會(huì)，冒號(hào)仍意猶未盡：“英文好的技術(shù)不好，技術(shù)好的英文不好，兩者都好的不屑去翻譯，導(dǎo)致市面上的譯書雖汗牛充棟，然佳作寥寥。這里奉勸各位，如果真想成為優(yōu)秀的程序員，一定要盡可能地讀原文的書籍、文章和文檔。事實(shí)上，凡是科學(xué)和藝術(shù)方面的專業(yè)人員，要想專業(yè)水平上一層臺(tái)階，都應(yīng)讀該專業(yè)權(quán)威經(jīng)典的原文。要知道，語言之間的天塹原本難以彌合，譯者的專業(yè)水準(zhǔn)、語言功底和嚴(yán)謹(jǐn)程度更是參差不齊。”
逗號(hào)抱怨：“英文雖讀得懂，但太慢、太費(fèi)勁了。”
“多讀，讀多了就習(xí)慣了。”冒號(hào)鼓勵(lì)著，“對(duì)程序員來說，英語也是一門計(jì)算機(jī)語言。”
問號(hào)的求知欲很強(qiáng)：“AOP實(shí)現(xiàn)的機(jī)理是什么？”
冒號(hào)回答：“如果一個(gè)程序是一個(gè)管道系統(tǒng)，AOP就是在管道上鉆一些孔，在每個(gè)孔中注入新的代碼流。因此AOP實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是將advice的代碼嵌入到主體程序之中，術(shù)語稱編織（weaving）。這是很自然的——將問題分解之后再合成，問題才得以還原。編織可分兩種：一種是靜態(tài)編織，通過修改源碼或字節(jié)碼（bytecode）在編譯期（compile-time）前后或加載期（load-time）嵌入代碼；另一種是動(dòng)態(tài)編織，通過代理（proxy）等技術(shù)在運(yùn)行期（run-time）實(shí)現(xiàn)嵌入。具體的工具包括一些擴(kuò)展性語言如AspectJ、AspectC++等和一些framework如AspectWerkz、Spring、Jboss AOP等。”
嘆號(hào)搔著頭：“聽起來挺復(fù)雜的。”
句號(hào)說：“這些機(jī)理是AOP的實(shí)現(xiàn)者需要操心的，使用者只需關(guān)心AOP是否好用，性能如何等等。”
冒號(hào)表示贊同：“與OOP一樣，AOP在帶來便利的同時(shí)，也增加了一定的復(fù)雜度和性能損耗。它們更適用于大中型程序，用在小型程序中則不啻牛刀殺雞。”