摘要：越來越多的系統(tǒng)開始使用AOP（面向切面編程），面向切面編程越來越重要，但是AOP的連接點(diǎn)丟失問題一直未能很好的解決，該文針對使用Spring框架的系統(tǒng)中日志生成業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)了一種連接點(diǎn)檢測器，可以遍歷所有連接點(diǎn)，并在數(shù)據(jù)庫中維護(hù)連接點(diǎn)狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：Spring；AOP；連接點(diǎn)；面向切面編程；連接點(diǎn)丟失

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）09-2151-03

Spring中可以設(shè)定一種規(guī)范的方法名前綴來使該方法變成切入點(diǎn)實(shí)現(xiàn)切面業(yè)務(wù)，例如日志，安全驗(yàn)證等。當(dāng)一個(gè)方法運(yùn)行時(shí)spring就會檢測該方法是否符合切入點(diǎn)特征，但是這種方法會出現(xiàn)很多人為的失誤或者錯(cuò)誤，假如我們不經(jīng)意的弄錯(cuò)了方法名或者某方法的名稱與該前綴相同，這個(gè)方法將不會被執(zhí)行切面的業(yè)務(wù)或者多余的執(zhí)行了切面業(yè)務(wù)，所以我們設(shè)計(jì)了一種檢測器，將所有的連接點(diǎn)存入表中進(jìn)行維護(hù)，來解決人為造成的連接點(diǎn)丟失或錯(cuò)配問題。

1 AOP簡介及Spring中基于AOP技術(shù)對日志的管理原理

1.1 AOP簡介

它利用一種稱為“橫切”的技術(shù)，剖解開封裝的對象內(nèi)部，并將那些影響了多個(gè)類的公共行為封裝到一個(gè)可重用模塊，并將其名為“Aspect” ，便于減少系統(tǒng)的重復(fù)代碼，降低模塊間的耦合度，并有利于未來的可操作性和可維護(hù)性[1]。AOP代表的是一個(gè)橫向的關(guān)系，如果說“對象”是一個(gè)空心的圓柱體，其中封裝的是對象的屬性和行為；那么面向方面編程的方法，就仿佛一把利刃，將這些空心圓柱體剖開，以獲得其內(nèi)部的消息。而剖開的切面，也就是所謂的“方面”了。然后它又以巧奪天功的妙手將這些剖開的切面復(fù)原，不留痕跡。

圖1 AOP動態(tài)代理實(shí)現(xiàn)原理示意圖

上圖為用動態(tài)代理的方式實(shí)現(xiàn)AOP的示意圖，調(diào)用者捕捉到我們的連接點(diǎn)，如圖中的原始對象，然后用代理封裝對象，代理中加入我們要對關(guān)注點(diǎn)實(shí)施的操作，如記錄，參數(shù)驗(yàn)證等。然后將結(jié)果返回給調(diào)用者，這就簡單的實(shí)現(xiàn)了一個(gè)AOP完整實(shí)現(xiàn)過程。

1.2 AOP里的重要概念

1）join point（連接點(diǎn)）：是程序執(zhí)行中的一個(gè)精確執(zhí)行點(diǎn)，例如類中的一個(gè)方法。它是一個(gè)抽象的概念，在實(shí)現(xiàn)AOP時(shí)，并不需要去定義一個(gè)join point[2]。

2）point cut（切入點(diǎn)）：本質(zhì)上是一個(gè)捕獲連接點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。在AOP中，可以定義一個(gè)point cut[3]，來捕獲相關(guān)方法的調(diào)用。

3）advice（通知）：是point cut的執(zhí)行代碼，是執(zhí)行“方面”的具體邏輯[4]。

4）aspect（方面）：point cut和advice結(jié)合起來就是aspect，它類似于OOP中定義的一個(gè)類，但它代表的更多是對象間橫向的關(guān)系[5]。

5）introduce（引入）：為對象引入附加的方法或?qū)傩裕瑥亩_(dá)到修改對象結(jié)構(gòu)的目的。有的AOP工具又將其稱為mixin[6]。

上述的技術(shù)特性組成了基本的AOP技術(shù)，大多數(shù)AOP工具均實(shí)現(xiàn)了這些技術(shù)。它們也可以是研究AOP技術(shù)的基本術(shù)語。

2.3 AOP技術(shù)的缺點(diǎn)分析

AOP技術(shù)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)沖突問題，我們可以利用反射機(jī)制來解決[7]。采用AOP技術(shù)將橫切代碼與基礎(chǔ)代碼分離，這樣雖然減少了代碼的冗余且方便代碼的管理，但是會產(chǎn)生一個(gè)結(jié)構(gòu)沖突的問題，如果程序被多次修改，aspect面的程序和連接點(diǎn)的連接可能被影響到。所以就出現(xiàn)了反射機(jī)制，如果利用反射機(jī)制，在AOP切面代碼編織進(jìn)入連接點(diǎn)時(shí)，在這切面與連接點(diǎn)中間形成一個(gè)定義層，通過這個(gè)定義層來解決程序被修改而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)問題[8]。

AOP技術(shù)產(chǎn)生的連接點(diǎn)丟失和錯(cuò)誤配置問題，我自己開發(fā)設(shè)計(jì)了一種連接點(diǎn)統(tǒng)一管理的機(jī)制來解決這個(gè)問題。在基于AOP的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，連接點(diǎn)的定義一般會以一種規(guī)則形式[9]，如果連接點(diǎn)因?yàn)槟承┤藶樵蚧蛘叱绦虻男薷?，?dǎo)致某些連接點(diǎn)丟失，或者錯(cuò)誤匹配到了不同的aspect切面上，就導(dǎo)致了連接點(diǎn)丟失錯(cuò)配問題[10]。如果我們把所有的連接點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一的存儲管理，每次系統(tǒng)程序修改后，我們利用這個(gè)連接點(diǎn)管理機(jī)制對連接點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一檢測，然后發(fā)現(xiàn)其中的問題，我們就可以發(fā)現(xiàn)并解決出現(xiàn)錯(cuò)誤的問題，把有問題或者有可能出現(xiàn)問題的連接點(diǎn)導(dǎo)出一個(gè)連接點(diǎn)報(bào)告，這樣我們就可以直觀有效的發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的問題，從而解決連接點(diǎn)丟失和連接點(diǎn)錯(cuò)配的問題。

2.4 連接點(diǎn)管理機(jī)制的提出

在一個(gè)基于AOP的系統(tǒng)中，會有非常多的連接點(diǎn)，這些連接點(diǎn)都是我們進(jìn)行定義的，但是在定義的時(shí)候，可能會出現(xiàn)一些人為的失誤或者程序修改造成的連接點(diǎn)出現(xiàn)問題，所以我們提出了連接點(diǎn)管理機(jī)制。

連接點(diǎn)的管理機(jī)制主要思想就是把程序中所有定義過的連接點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)存儲，當(dāng)我們程序修改后，啟動這個(gè)連接點(diǎn)管理機(jī)制，我們就可以通過我們存儲的信息，與程序修改后更新的連接點(diǎn)信息進(jìn)行比較，得出有問題的連接點(diǎn)。

比如在Spring框架中，可以設(shè)定一種規(guī)范的方法名前綴來使該方法變成切入點(diǎn)實(shí)現(xiàn)切面業(yè)務(wù)[11]，我們針對這個(gè)原理，通過一種方式，將一個(gè)包內(nèi)所有的類中，所有符合的方法進(jìn)行收集整理，存入數(shù)據(jù)庫中，對他們的狀態(tài)進(jìn)行維護(hù)，每次檢測都會得出連接點(diǎn)的丟失與改動的詳細(xì)記錄。通過這種方式來推斷連接點(diǎn)的安全與否。

3 基于AOP的連接點(diǎn)檢測器的實(shí)現(xiàn)

3.1 基于AOP的連接點(diǎn)檢測器的原理

在Spring框架中，可以設(shè)定一種規(guī)范的方法名前綴來使該方法變成切入點(diǎn)實(shí)現(xiàn)切面業(yè)務(wù)，我們針對這個(gè)原理，通過一種方式，將一個(gè)包內(nèi)所有的類中，所有符合的方法進(jìn)行收集整理，存入數(shù)據(jù)庫中，對他們的狀態(tài)進(jìn)行維護(hù)，每次檢測都會得出連接點(diǎn)的丟失與改動的詳細(xì)記錄。通過這種方式來推斷連接點(diǎn)的安全與否。

3.2 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)

在整個(gè)檢測器的設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)庫是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，我們要將所有的方法存入到數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行維護(hù)，通過數(shù)據(jù)庫的方式，可以直觀快速的找到問題的所在。

數(shù)據(jù)庫的重要字段：UID，methodName，methodClass，methodPackage，state。UID是方法的唯一標(biāo)識，methodName，methodClass，methodPackage表示出方法的名字，來自于哪個(gè)類，哪個(gè)包，可以唯一確定一個(gè)方法。State是方法的狀態(tài)，表示出這個(gè)方法是否為丟失連接點(diǎn)或者是新加入的連接點(diǎn)。

3.3 具體的實(shí)現(xiàn)方法

檢測器的輸入為包名和在Spring中設(shè)置的方法名的正則式，如*add。輸出為變動的方法名及變動原因。

1）首先在Spring的日志程序段中加入對所捕捉到的切入點(diǎn)方法名的檢測程序，如果此方法沒有在數(shù)據(jù)庫中，則將此方法存入數(shù)據(jù)庫，如果已經(jīng)存在數(shù)據(jù)庫中的話，則不進(jìn)行任何操作。

2）輸入包名及正則式，遍歷整個(gè)包，將所有的類找出存入LIST。輸入以包名為單位，遍歷整個(gè)包中的所有類，存入一個(gè)LIST。

3）遍歷所有類中，符合正則式的方法存入CLASSLIST。通過LIST，挨個(gè)將類取出進(jìn)行遍歷，通過Field[] fields =a.class.getFields（）； Method[] methods=a.getMethods（）；這兩個(gè)方法把類中的所有方法存入一個(gè)LIST中，然后通過輸入的正則式篩選出符合條件的方法，將他們存入的MethodList中。

4）查詢表中數(shù)據(jù)，如果是第一次運(yùn)行則將MethodList所有方法插入表中，如果不是第一次運(yùn)行則與MethodList對照。

3.4連接點(diǎn)管理機(jī)制算法

步驟 1遍歷所有連接點(diǎn).得到LIST1

步驟 2查詢joinpoint表得到 連接點(diǎn)LIST2

步驟 3比較LIST1 LIST2的長度

步驟 4如果LENGTH 1 = LENGTH 2 那么比較LIST1 和 LIST2中的連接點(diǎn)是否一致

步驟 5如果LENGTH 1 ！= LENGTH 2 且 LENGTH1 < LENGTH2那么查找丟失的連接點(diǎn)

步驟 6如果LENGTH1 ！= LENGTH 2 且 LENGTH1>LENGTH2 查找LIST1中多出的連接點(diǎn)

步驟 7導(dǎo)出結(jié)果，得到連接點(diǎn)的改動。

4 結(jié)束語

本文的設(shè)計(jì)的檢測器，針對Spring框架，利用此檢測器可以有效的避免連接點(diǎn)丟失，連接點(diǎn)錯(cuò)配的問題，因?yàn)橛袛?shù)據(jù)庫對所有符合的方法進(jìn)行維護(hù)管理，可以直觀而且快速的檢測到問題的所在。但是由于使用到了數(shù)據(jù)庫，而且要遍歷整個(gè)工程包，所以工作量會比較大，如果工程太大的話，檢測的效率會是個(gè)問題。

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