使用 AOP 來維護(hù)遺留 Java 應(yīng)用程序

2019-11-18 13:46:10

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供稿：網(wǎng)友

　　處理復(fù)雜和不熟悉 java 代碼的技術(shù)
級(jí)別：中級(jí)

Abhijit Belapurkar（abhijit_belapurkar@infosys.com）
高級(jí)技術(shù)架構(gòu)師，Infosys Technologies Limited
2004 年 3 月

假如您曾經(jīng)接管并且必須維護(hù)某個(gè)基于 Java 的應(yīng)用程序，那么本文就是為您預(yù)備的。作者 Abhijit Belapurkar 將向您展示如何使用面向方面編程（aspect-oriented PRogramming，AOP）來對(duì)即使最不透明的遺留應(yīng)用程序獲得前所未有的見解。
軟件系統(tǒng)通常從一組有限的得到良好理解的需求開始。然而，隨著大多數(shù)成功系統(tǒng)的演進(jìn)，它們承擔(dān)起越來越多的需求，體現(xiàn)在無數(shù)的功能和非功能性方面。在一個(gè)企業(yè)環(huán)境中，您最終很輕易向這個(gè)混亂的模塊組合添加許多第三方庫和框架，它們?nèi)急舜私换ィ⒃谙到y(tǒng)日常工作的表面之下相互配合。實(shí)際上，用不了多少年，最初具有很簡(jiǎn)單、可治理的需求集的系統(tǒng)就會(huì)變成龐然大物：難于控制和笨拙的代碼。

于是步入這種環(huán)境的 Java 開發(fā)人員就有了一個(gè)日常維護(hù)和改進(jìn)的新任務(wù)。假如您就是這個(gè)開發(fā)人員，那么您的第一個(gè)任務(wù)就是深刻理解該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。理解結(jié)構(gòu)將是增強(qiáng)系統(tǒng)和診斷不可避免會(huì)發(fā)生的問題的要害。當(dāng)然，第一次探究任何未知的系統(tǒng)都是說起來輕易做起來難。在某些情況下，您能夠咨詢?cè)鹊拈_發(fā)人員，而在其他情況下卻不能。但是即使能夠找到原先的開發(fā)團(tuán)隊(duì)，有些系統(tǒng)也會(huì)因?yàn)樘^龐大，而無法在沒有機(jī)械幫助下熟悉和理解它。

雖然有許多可用的工具能夠幫助您理解復(fù)雜的程序（請(qǐng)參閱參考資料），但是大多數(shù)工具都很昂貴、學(xué)習(xí)起來很耗時(shí)間，并且功能范圍有限（也就是說，假如該工具無法滿足需要，您將求助無門）。在本文中，我將建議一種替代的方法。面向方面編程是成熟的編程范型，它可以應(yīng)用于廣泛的編程場(chǎng)景，包括遺留應(yīng)用程序的理解和維護(hù)。

請(qǐng)注重，本文假設(shè)您大致熟悉 ASPectJ 之下的 AOP，非凡是 ASPectJ 的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)橫切技術(shù)。雖然我將在下一節(jié)提供關(guān)于 AOP 橫切的簡(jiǎn)要概述，但是您應(yīng)該參考參考資料，獲取更多信息。

總體概述
基于 Java 的 AOP 使用了靈活而豐富的表達(dá)語言，您可以使用它以近乎無限種方式來分解復(fù)雜的應(yīng)用程序。基于 Java 的 AOP 的語法類似于 Java 語言，您應(yīng)該很輕易就會(huì)把握它。一旦把握，AOP 就是一種具有許多應(yīng)用的編程技術(shù)。除了理解遺留系統(tǒng)內(nèi)部細(xì)節(jié)外，您還可以使用 AOP 來非強(qiáng)制性地重構(gòu)和增強(qiáng)這樣的系統(tǒng)。雖然本文將完全使用 ASPectJ，不過這里討論的大多數(shù)技術(shù)都可移植到其他流行的基于 Java 的 AOP 實(shí)現(xiàn)，比如 ASPectWerkz 和 JBossAOP（請(qǐng)參閱參考資料）。

關(guān)于橫切
任何應(yīng)用程序都由多個(gè)功能性和系統(tǒng)性關(guān)注點(diǎn)（concern）組成。功能性關(guān)注點(diǎn)與應(yīng)用程序的日常使用相關(guān)，而系統(tǒng)性關(guān)注點(diǎn)則與系統(tǒng)的整體健康和維護(hù)相關(guān)。例如，一個(gè)銀行應(yīng)用程序的功能性關(guān)注點(diǎn)包括賬戶維護(hù)和答應(yīng)借/貸操作，它的系統(tǒng)性關(guān)注點(diǎn)包括安全、事務(wù)、性能和審計(jì)日志記錄。即使使用最好的編程方法學(xué)來開發(fā)應(yīng)用程序，您最終也會(huì)發(fā)現(xiàn)它的功能性和系統(tǒng)性關(guān)注點(diǎn)會(huì)以跨越多個(gè)應(yīng)用程序模塊的形式相互混雜在一起。

橫切是一種 AOP 技術(shù)，用于確保獨(dú)立的關(guān)注點(diǎn)保持模塊化，同時(shí)仍然足夠靈活地在整個(gè)應(yīng)用程序中的不同點(diǎn)應(yīng)用。橫切包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種類別。動(dòng)態(tài)橫切體現(xiàn)為通過在感愛好的特定點(diǎn)織入（weave in）新的行為來改變對(duì)象的執(zhí)行行為。靜態(tài)橫切答應(yīng)我們通過注入（inject in）附加的方法和/或?qū)傩詠碇苯痈淖儗?duì)象的結(jié)構(gòu)。

靜態(tài)橫切的語法與動(dòng)態(tài)橫切很不相同。以下術(shù)語適用于動(dòng)態(tài)橫切：

連接點(diǎn)（join point）是 Java 程序中的某個(gè)特定執(zhí)行點(diǎn)，比如某個(gè)類中的一個(gè)方法。

切入點(diǎn)（pointcut）是特定于語言的結(jié)構(gòu)，它表示或捕捉某個(gè)特定的連接點(diǎn)。

通知（advice）是在到達(dá)某個(gè)特定的切入點(diǎn)時(shí)要執(zhí)行的一段代碼（通常是一個(gè)橫切功能）。

方面（ASPect）是定義切入點(diǎn)和通知以及它們之間的映射的一個(gè)結(jié)構(gòu)。方面由 AOP 編譯器用來在現(xiàn)有對(duì)象中的特定執(zhí)行點(diǎn)織入附加功能。

本文中的所有代碼演示都將利用動(dòng)態(tài)橫切。請(qǐng)參閱參考資料，獲得關(guān)于靜態(tài)橫切的更多信息。

ASPectJ 之下的 AOP
為了學(xué)習(xí)本文中的例子，您應(yīng)該熟悉以下特定于 ASPectJ 之下的 AOP 的特性。

ASPectJ 提供一個(gè)名為 ajc 的編譯器/字節(jié)代碼織入器，它編譯 ASPectJ 和 Java 語言文件。ajc 根據(jù)需要將方面交織在一起，以產(chǎn)生與任何 Java 虛擬機(jī)（1.1 或更高版本）相容的 .class 文件。

ASPectJ 支持如下這樣的方面，即這些方面規(guī)定某個(gè)特定的連接點(diǎn)應(yīng)該永遠(yuǎn)不會(huì)到達(dá)。假如 ajc 進(jìn)程判定出情況不是這樣，它將發(fā)出一個(gè)編譯時(shí)警告或錯(cuò)誤（具體取決于該方面）。

應(yīng)用程序和系統(tǒng)分析
在下面幾節(jié)中，您將學(xué)習(xí)兩種使用 AOP 的不同的應(yīng)用程序和系統(tǒng)分析機(jī)制。第一種機(jī)制我稱之為靜態(tài)分析，它要求您做以下事情：

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