AOP是什嗎？)

 

板橋裡人 http://www.jdon.com 2004/01/09

為什麼要區分J2EE容器和J2EE應用系統？

　　我們知道，J2EE應用系統只有部署在J2EE容器中才能運行，那麼為什麼劃分為J2EE容器和J2EE應用系統？ 通過對J2EE容器運行機制的分析（見我的電子教材“EJB實用原理”），我們可以發現：實際上J2EE容器分離了一般應用系統的一些通用功能，例如事務機制、安全機制以及對象池或線程池等效能最佳化機制。

　　這些功能機制是每個應用系統幾乎都需要的，因此可以從具體應用系統中分離出來，形成一個通用的架構平台，而且，這些功能機制的設計開發有一定難度，同時啟動並執行穩定性和快速性都非常重要，必須經過長時間調試和運行經驗積累而成，因此，形成了專門的J2EEContainer Service器產品，如Tomcat JBoss、Websphere、WebLogic等。

　　從J2EE系統劃分為J2EE容器和J2EE應用系統兩個方面，我們已經看到一種分散關注的思路（separation of concerns）。

分散關注

　　將通用需求功能從不相關類之中分離出來；同時，能夠使得很多類共用一個行為，一旦行為發生變化，不必修改很多類，只要修改這個行為就可以。

　　 AOP就是這種實現分散關注的編程方法，它將“關注”封裝在“方面”中。

AOP是什嗎？

　　AOP是OOP的延續，是Aspect Oriented Programming的縮寫，意思是面向方面編程。AOP實際是GoF設計模式的延續，設計模式孜孜不倦追求的是調用者和被調用者之間的解耦，AOP可以說也是這種目標的一種實現。

　　舉例：假設有在一個應用系統中，有一個共用的資料必須被並發同時訪問，首先，將這個資料封裝在資料對象中，稱為Data Class，同時，將有多個訪問類，專門用於在同一時刻訪問這同一個資料對象。

　　為了完成上述並發訪問同一資源的功能，需要引入鎖Lock的概念，也就是說，某個時刻，當有一個訪問類訪問這個資料對象時，這個資料對象必須上鎖Locked，用完後就立即解鎖unLocked，再供其它訪問類訪問。

　　使用傳統的編程習慣，我們會建立一個抽象類別，所有的訪問類繼承這個抽象父類，如下：

abstract class Worker{ 　　abstract void locked(); 　　abstract void accessDataObject(); 　　abstract void unlocked(); }

　　缺點：

• accessDataObject()方法需要有“鎖”狀態之類的相關代碼。
• Java只提供了單繼承，因此具體訪問類只能繼承這個父類，如果具體訪問類還要繼承其它父類，比如另外一個如Worker的父類，將無法方便實現。
• 重用被打折扣，具體訪問類因為也包含“鎖”狀態之類的相關代碼，只能被重用在相關有“鎖”的場合，重用範圍很窄。

  仔細研究這個應用的“鎖”，它其實有下列特性：

• “鎖”功能不是具體訪問類的首要或主要功能，訪問類主要功能是訪問資料對象，例如讀取資料或更改動作。
• “鎖”行為其實是和具體訪問類的主要功能可以獨立、區分開來的。
• “鎖”功能其實是這個系統的一個縱向切面，涉及許多類、許多類的方法。如：
  

　　因此，一個新的程式結構應該是關注系統的縱向切面，例如這個應用的“鎖”功能，這個新的程式結構就是aspect（方面）

　　在這個應用中，“鎖”方面（aspect）應該有以下職責：

　　提供一些必備的功能，對被訪問對象實現加鎖或解鎖功能。以保證所有在修改資料對象的操作之前能夠調用lock()加鎖，在它使用完成後，調用unlock()解鎖。

AOP應用範圍

　　很明顯，AOP非常適合開發J2EEContainer Service器，目前JBoss 4.0正是使用AOP架構進行開發。
　　具體功能如下：
Authentication 許可權
Caching 緩衝
Context passing 內容傳遞
Error handling 錯誤處理
Lazy loading　懶載入
Debugging　　調試
logging, tracing, profiling and monitoring　記錄跟蹤　最佳化　校準
Performance optimization　效能最佳化
Persistence　　持久化
Resource pooling　資源集區
Synchronization　同步
Transactions 事務

AOP有必要嗎？

　　當然，上述應用範例在沒有使用AOP情況下，也得到瞭解決，例如JBoss 3.XXX也提供了上述應用功能，但是沒有使用AOP。

　　但是，使用AOP可以讓我們從一個更高的抽象概念來理解軟體系統，AOP也許提供一種有價值的工具。可以這麼說：因為使用AOP結構，現在JBoss 4.0的源碼要比JBoss 3.X容易理解多了，這對於一個大型複雜系統來說是非常重要的。

　　從另外一個方面說，好像不是所有的人都需要關心AOP，它可能是一種架構設計的選擇，如果選擇J2EE系統，AOP關注的上述通用方面都已經被J2EE容器實現了，J2EE應用系統開發人員可能需要更多地關注行業應用方面aspect。

AOP具體實現

　　AOP是一個概念，並沒有設定具體語言的實現，它能克服那些只有單繼承特性語言的缺點（如Java），目前AOP具體實現有以下幾個項目：

　　AspectJ (TM)：　建立於Xerox PARC. 有近十年歷史，成熟
　　缺點：過於複雜；破壞封裝；需要專門的Java編譯器。

　　動態AOP：使用JDK的動態代理API或位元組碼Bytecode處理技術。

　　基於動態代理API的具體項目有：
　　JBoss 4.0 JBoss 4.0伺服器
　　nanning　這是以中國南寧命名的一個項目，搞不清楚為什麼和中國相關？是中國人發起的？

　　基於位元組碼的項目有：
　　aspectwerkz　
　　spring　？

在以後其它文章中，我將繼續對AOP概念進行分析，和大家一起學習進步。