Аспектно-ориентированное программирование: различия между версиями

 

 

== История ==

 

Изменение политики регистрации активности приложения может потребовать многих сотен правок — тяжелейшая, если, вообще, выполнимая задача. С другой стороны известен пример следующего рода:

 

:Для оптимизации эффективности некую программу переписали — при этом из 768-строковой она превратилась в 35213 строк. С применением аспектно-ориентированной технологии этот код уменьшился до размера в 1039 строк, почти полностью сохранив при этом эффективность.

AOP дополняет объектно-ориентированное программирование, обогащая его другим типом модульности, который позволяет локализовать код реализации crosscutting логики в одном модуле. Такие модули обозначаются термином аспекты, от аспектно-ориентированного программирования. За счет отделения аспектно-ориентированного кода работа с crosscutting- отношениями упрощается. Аспекты в системе могут изменяться, вставляться, удаляться на этапе компиляции и, более того, повторно использоваться.

 

 

<source lang="java">

</source>

 

 

<source lang="java">

Проанализируем этот пример и посмотрим, какие действия осуществляет аспект. Первое, на что нужно обратить внимание — это объявление аспекта. Оно подобно объявлению класса и, так же как класс, определяет тип Java. Кроме того, аспект содержит конструкции ''pointcut'' и ''advice''.

 

Прежде всего, рассмотрим, что представляет собой '''join point''' (точка соединения). Точки соединения — это однозначно определенные точки при выполнении программы. Так под точками соединения в AspectJ подразумеваются: вызовы методов, точки обращения к членам класса и исполнение блоков обработчиков исключений и т. д. Точки соединения могут, в свою очередь, содержать другие точки соединения. Например, результат вызова метода может передаваться каким-то другим методам. А pointcut является языковой конструкцией, которая отбирает множество точек соединения на основании определенного критерия. В приведенном выше примере первый pointcut под именем publicMethods выбирает исполнения всех public методов в пакете org.apache.cactus. Подобно int, который является базовым типом Java, Execution является базовым pointcut. Он выбирает исполнения методов, соответствующих сигнатуре, заданной в скобках. Для сигнатур допустимо включение символов шаблонов: в приведенном примере оба pointcut-а содержат несколько таких символов. Второй pointcut с именем logObjectCalls выбирает все исполнения методов в классе Logger. Третий pointcut loggableCalls, объединяет два предыдущих, используя && !, что означает выбор всех public методов из org.apache.cactus за исключением таковых в классе Logger. (Регистрация log методов привела бы в результате к бесконечной рекурсии).

 

</source>

 

Теперь, когда мы представляем себе, что такое код аспекта, зададим вопрос «Как заставить приведенный выше код работать?».

 

Существенное ограничение текущей версии AspectJ состоит в том, что ее компилятор может вводить аспекты только в код, для которого есть исходный текст. Иными словами, невозможно использовать ajc для включения advice в уже откомпилированные классы. Разработчики AspectJ представляют это ограничение как временное, и на Web-сайте AspectJ можно найти подтверждение того, что в будущей версия (официально — версия 2.0) будут допустимы модификации на уровне байт-кода.

 

Pointcuts и advice позволяют влиять на динамику выполнения программы, ''introduction'' предоставляет аспектам возможность модифицировать статическую структуру программы. Используя ''introduction'', аспекты могут добавлять новые методы и переменные в классы, объявлять класс как реализацию интерфейса, устанавливать или отменять проверку исключений.

 

Мы объявляем внедряемые методы и переменные члены класса почти так же как для обычных членов класса, за исключением того, что нужно уточнять, для какого класса мы их определяем (отсюда ''ValueObject.timestamp'').

 

AspectJ позволяет добавлять члены в интерфейсы (аналогично добавлению в классы), что относится к наследованию в стиле mix-in a la C++.

Если мы хотим ввести в общее употребление аспект, рассмотренный в предыдущем разделе, таким образом, чтобы стало возможным многократное использование кода timestamp для множества объектов, следует определить интерфейс с именем ''TimestampedObject'', и далее использовать ''introduction'' для добавления тех же самых членов и переменных в интерфейс вместо конкретного класса:

''Pointcut this()'' определяет все точки соединения, где исполняемый в настоящее время объект имеет тип, заданный в скобках. Несколько других типов значений могут быть связаны с аргументами advice, такие как аргументы метода, исключения при исполнении метода и результат вызова метода.

 

Возможность настройки ошибок компиляции можно считать одной из самых дерзких особенностей AspectJ. Предположим, мы хотим изолировать подсистему так, чтобы клиентскому коду пришлось бы использовать некую промежуточную функциональную обвязку вместо прямого обращения к рабочим объектам (такая ситуация имеет место в шаблоне проектирования Facade). Используя синтаксис declare error или declare warning, можно настроить реакцию компилятора ajc на появление точки соединения в коде:

 

Pointcut within подобен this() за исключением того, что ajc обнаруживает его только на этапе компиляции (большинство pointcut могут срабатывать на основе информации времени выполнения).

 

Есть множество обрабатываемых исключений в языке [[w:Java]]. Зачастую создаются такие методы, которые наверняка не должны вызывать исключений, и, возможно, они не будут происходить ни у кого из потенциальных пользователей метода. Мы не призываем игнорировать возможные исключения, но тяжело отслеживать присутствие исключений во всех вызовах метода. Есть разные искусные способы использования блоков try/catch, чтобы все-таки решить эту задачу, но самый элегантный — это declare soft в AspectJ. Рассмотрим пример работы с базой данных:

 

''Pointcut'' и ''advice'' закрывают соединение и оператор после каждого метода из класса SQLAccess, в любом случае, приводит ли он к исключению или завершается нормально. Возможно, это расточительно — использовать обрабатывающий ошибки аспект для одного метода, но если есть намерения добавить некоторые другие методы, использующие соединение и оператор, то такая методика обработки ошибок применялась бы и к ним. Такое автоматическое применение аспектов к новому коду является одним из ключевых проявлений устойчивости AOP: авторам нового кода не нужно знать о взаимно пересекающемся поведении для того, чтобы принимать в нем участие.

 

Xerox подготовил [[w:AspectJ|AspectJ]] к использованию под '''Mozilla Public License''', что является хорошей новостью для энтузиастов [[w:Открытый исходный код|открытого кода]]. Это обрадует и тех, кто собирается остановить свой выбор на AspectJ в ближайшем будущем, поскольку продукт ничего не стоит, и при этом для пользователя сохраняется гарантированная возможность проверки исходного кода.

Использование открытого кода означает также, что исходный код AspectJ был предметом серьезного общественного обсуждения, прежде чем появиться на рынке.

Одним из наиболее важных инструментов в релизе AspectJ является графический структурный браузер, который позволяет быстро увидеть, как аспекты взаимодействуют с другими компонентами системы. Этот структурный браузер доступен и как ''plug-in'' для популярных [[w:Среда разработки программного обеспечения|IDE]], и как самостоятельное средство. Структурный графический браузер для навигации и, в частности, чтобы определить, какие методы ''AutoLog'' используются в конструкции ''advice''. В дополнение к структурному браузеру и основному компилятору можно загрузить с Web-сайта AspectJ отладчик для аспектов, инструмент ''javadoc'', ''Ant task'' и ''plug-in Emacs''.

 

Стоит ли использовать AspectJ? Гради Буч описывает аспектно-ориентированное программирование как одно из трех направлений, которые в совокупности знаменуют начало фундаментальных изменений в способах проектирования и написания программного обеспечения (см. статью [http://www.sdmagazine.com/documents/s=843/sdm0107i/0107i.htm Through the Looking Glass]). С ним вполне можно согласиться. Сфера действия AOP охватывает пространство проблем, непосильных для объектно-ориентированных и процедурных языков. Оно предлагает элегантные пути для реализации задач, решение которых сдерживалось из-за фундаментальных ограничений программирования. Было бы справедливо сказать, что AOP представляет собой одну из самых мощных абстракций в программировании с момента появления объектов.

 

Способность AspectJ к «модулированию немодулируемого» должна найти достойное применение. Если вы пока не готовы использовать AspectJ в полном объеме для разработки, его на первых порах можно легко применить в отладке, не упуская благоприятных возможностей, предоставляемых этим расширением.

 

* [http://www.aspectj.org AspectJ.org] — официальный ресурс AspectJ

* [http://www.aosd.net aosd.net] — портал поклонников аспектно-ориентированного программирования

 

[[Категория:Программирование]]