使用 AOP 來維護遺留 Java 應用程序

2019-11-18 13:46:10

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供稿：網友

　　處理復雜和不熟悉 java 代碼的技術
級別：中級

Abhijit Belapurkar（abhijit_belapurkar@infosys.com）
高級技術架構師，Infosys Technologies Limited
2004 年 3 月

假如您曾經接管并且必須維護某個基于 Java 的應用程序，那么本文就是為您預備的。作者 Abhijit Belapurkar 將向您展示如何使用面向方面編程（aspect-oriented PRogramming，AOP）來對即使最不透明的遺留應用程序獲得前所未有的見解。
軟件系統通常從一組有限的得到良好理解的需求開始。然而，隨著大多數成功系統的演進，它們承擔起越來越多的需求，體現在無數的功能和非功能性方面。在一個企業環境中，您最終很輕易向這個混亂的模塊組合添加許多第三方庫和框架，它們全都彼此交互，并在系統日常工作的表面之下相互配合。實際上，用不了多少年，最初具有很簡單、可治理的需求集的系統就會變成龐然大物：難于控制和笨拙的代碼。

于是步入這種環境的 Java 開發人員就有了一個日常維護和改進的新任務。假如您就是這個開發人員，那么您的第一個任務就是深刻理解該系統的結構。理解結構將是增強系統和診斷不可避免會發生的問題的要害。當然，第一次探究任何未知的系統都是說起來輕易做起來難。在某些情況下，您能夠咨詢原先的開發人員，而在其他情況下卻不能。但是即使能夠找到原先的開發團隊，有些系統也會因為太過龐大，而無法在沒有機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雜的程序（請參閱參考資料），但是大多數工具都很昂貴、學習起來很耗時間，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，它可以應用于廣泛的編程場景，包括遺留應用程序的理解和維護。

請注重，本文假設您大致熟悉 ASPectJ 之下的 AOP，非凡是 ASPectJ 的靜態和動態橫切技術。雖然我將在下一節提供關于 AOP 橫切的簡要概述，但是您應該參考參考資料，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語言，您可以使用它以近乎無限種方式來分解復雜的應用程序?；?Java 的 AOP 的語法類似于 Java 語言，您應該很輕易就會把握它。一旦把握，AOP 就是一種具有許多應用的編程技術。除了理解遺留系統內部細節外，您還可以使用 AOP 來非強制性地重構和增強這樣的系統。雖然本文將完全使用 ASPectJ，不過這里討論的大多數技術都可移植到其他流行的基于 Java 的 AOP 實現，比如 ASPectWerkz 和 JBossAOP（請參閱參考資料）。

關于橫切
任何應用程序都由多個功能性和系統性關注點（concern）組成。功能性關注點與應用程序的日常使用相關，而系統性關注點則與系統的整體健康和維護相關。例如，一個銀行應用程序的功能性關注點包括賬戶維護和答應借/貸操作，它的系統性關注點包括安全、事務、性能和審計日志記錄。即使使用最好的編程方法學來開發應用程序，您最終也會發現它的功能性和系統性關注點會以跨越多個應用程序模塊的形式相互混雜在一起。

橫切是一種 AOP 技術，用于確保獨立的關注點保持模塊化，同時仍然足夠靈活地在整個應用程序中的不同點應用。橫切包括靜態和動態兩種類別。動態橫切體現為通過在感愛好的特定點織入（weave in）新的行為來改變對象的執行行為。靜態橫切答應我們通過注入（inject in）附加的方法和/或屬性來直接改變對象的結構。

靜態橫切的語法與動態橫切很不相同。以下術語適用于動態橫切：

連接點（join point）是 Java 程序中的某個特定執行點，比如某個類中的一個方法。

切入點（pointcut）是特定于語言的結構，它表示或捕捉某個特定的連接點。

通知（advice）是在到達某個特定的切入點時要執行的一段代碼（通常是一個橫切功能）。

方面（ASPect）是定義切入點和通知以及它們之間的映射的一個結構。方面由 AOP 編譯器用來在現有對象中的特定執行點織入附加功能。

本文中的所有代碼演示都將利用動態橫切。請參閱參考資料，獲得關于靜態橫切的更多信息。

ASPectJ 之下的 AOP
為了學習本文中的例子，您應該熟悉以下特定于 ASPectJ 之下的 AOP 的特性。

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

ASPectJ 支持如下這樣的方面，即這些方面規定某個特定的連接點應該永遠不會到達。假如 ajc 進程判定出情況不是這樣，它將發出一個編譯時警告或錯誤（具體取決于該方面）。

應用程序和系統分析
在下面幾節中，您將學習兩種使用 AOP 的不同的應用程序和系統分析機制。第一種機制我稱之為靜態分析，它要求您做以下事情：

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