Аспектно-ориентированное программирование. Основы
Продолжим тему, начатую в прошлой слесарно-программистской статье про AspectJ и open source расширение для этой библиотеки aspectj-scripting. В этой заметке рассмотрим какие задачи решает аспектно-ориентированное программирование (AOP) на примере и синтаксисе самой известной библиотеки среди адептов этой методологии. AspectJ — дитя Xerox PARC, теперь совершеннолетнее и живущее в Eclipse Foundation.
(фото из статьи на lurkmore про евроремонт)
Вероятно, статья не будет интересна тем кто часто использует в своей работе AOP и понимает что это такое. В комментариях приветствуются как конструктивные замечания так и веселый холивар!
Disclaimer: Я не теоретик, поэтому рассказанное в статье субъективно, пропущено через призму опыта.
Зачем все эти сложности, другой подход к проектированию систем, когда есть объектно-ориентированное программирование? Новый синтаксис, какие-то аспекты, срезы(pointcut) — ведь все в итоге превращается в те же инструкции выполняемые jvm.
Урок 9. Аспекты. Что такое аспекты, какие они бывают и как их использовать. Ведическая астрология.
Вопрос в удобстве разработки, легкости модификации, тестирования и стоимости поддержки системы. Аспекты — это дополнение к ООП программам, другая парадигма при разработке и проектировании программ, не противоречащая использованию объектной модели в приложении. Аналогия, которая сразу приходит на ум — анализ звуковых данных.
В временной области с исходным сигналом сложно выполнить обработку и анализ. Но при переводе в частотное представление легко отфильтровать шумы определенной частоты, выделить ноты в мелодии, усилить звук голоса и т.п. Так же и аспекты позволяют легко работать со многими задачами в другом представлении программы и выделить сквозную функциональность в виде аспекта. При умелом применении AOP помогает «распутать» «запутанный» код программы.
Возникает возможность убрать инструкции ведения журнала операций(логгинга) и обработки системных ошибок из бизнес-логики приложения, уменьшить количество бойлерплейт кода, проверять права доступа пользователя при обращении к определенным методам или полям класса, декларативно управлять транзакциями базы данных, выполнять свое инструментирующее профилирование интересующего вас участка кода, в котором учитывается не только факт вызова и время выполнения операции но и некоторый контекст, кеширование «тяжелых» операций бизнес логики если у них нет побочного эффекта, поиск мест программы в которых конструирование объектов определенного типа. Этим не ограничивается список того, для чего может быть удобно AOP. Например, в проекте на работе, я применяю аспекты для тестирования распределенного приложения, сбора метрик в нем, имитации ошибок базы данных и таймаутов внутри jdbc драйвера oracle и сетевых взаимодействий.
Начнем с понятия что такое advice в AspectJ — это то как будет применяться аспект в срезе кода(pointcut): перед срезом (BEFORE), после (AFTER), после успешного возврата (AFTER RETURNING), в случае ошибки в точке среза (AFTER THROWING), или полный контроль над ситуацией (AROUND) где самостоятельно надо вызывать исходный код в срезе, передавать параметры и обрабатывать ошибки выполнения в точке среза.
Региональный аспект программы «Земский учитель»
Pointcut или срез — это описание того, где мы будем внедрять в исходную программу аспект. Синтаксис достаточно богатый и позволяет описать сложные правила, определяющие точки среза. Например, конструирование объекта, блоки статической инициализации, вызов конструктора, доступ к полям объекта на чтение/запись, конструирование объекта, блок catch, методы с какой-либо аннотацией, вызов метода с параметрами определенного типа, имя метода по маске и т.п. + логические операции в синтаксисе pointcut. Конечно, волшебства в программировании нет, что добавляет ограничения на то что инлайнится в байт коде и не доступно в pointcut. Так же не все мыслимые точки среза можно указать декларативно, что иногда требует анализа контекста вызова в коде реализации аспекта.
Параметр точки соединения (join point) в аспекте позволяет получить значения аргументов, узнать место где фактически произошел вызов аспекта в срезе, получить this объекта и т.п. В случае с AROUND advice тут же можно выполнить фактический вызов, изменить его параметры и получить возращаемое значение или обработать ошибку.
Все то, что на первый взгляд кажется магией, в AspectJ либо реализуется плагином во время сборки проекта (weaving to bytecode), либо java агентом с помощью модификации байт кода программы во время загрузки классов(load-time weaving). AspectJ — зрелый AOP фреймворк с огромным комьюнити, множеством публикаций про него, хорошей документацией, достаточно стабильный, интегрированный в разнообразные системы сборки, интеграция в Spring, с хорошей поддержкой в IDE.
В aspectj-scripting (расширении AspectJ java агента) есть возможность для аспектов во время выполнения загружать классы из maven репозитария, считывать конфигурацию агента не только из файла и classpath, но и с http сервера. Это может сильно помочь в тестировании, профилировании и модификации распределенного java приложения. Код доступен на github, а агент в центральном репозитарии. В прошлой публикации использовал эту библиотеку для модификации поведения maven plugin Про другие примеры использования аспектно-ориентированного программирования в практике, расскажу в следующих статьях.
Как вишенка на торте украшает его и делает более вкусным, так же и аспектно-ориентированное программирование в объектно-ориентированной программе упрощает разработку, модификацию и тестирование. Важно не увлекаться применением AOP в проекте — чтобы не получилась кастрюля вишни с ложкой крема сверху!
Источник: habr.com
Что такое АОП? Основы аспектно-ориентированного программирования
Hello, guys! Без понимания основных концепций довольно сложно вникнуть во фреймворки и подходы к построению функционала. Так что сегодня поговорим об одной из таких концепций — АОП, или аспектно-ориентированное программирование .
Это тема не из легких и нечасто применяется напрямую, но во многих фреймворках и технологиях она используется под капотом. Ну и конечно, иногда на собеседованиях вас могут попросить рассказать в общих чертах, что это за зверь такой и где его можно применить.
Поэтому давайте рассмотрим основные концепции и несколько несложных примеров AOП на Java .
Итак, АОП — аспектно-ориентированное программирование — это парадигма, направленная на повышение модульности различных частей приложения за счет разделения сквозных задач.
Для этого к уже существующему коду добавляется дополнительного поведение, без изменений в изначальном коде. Иными словами, мы как бы навешиваем сверху на методы и классы дополнительную функциональность, не внося поправки в модифицируемый код. Зачем это нужно?
Рано или поздно мы приходим к тому, что обычный объектно-ориентированный подход не всегда может эффективно решить те или иные задачи. В такой момент на помощь приходит АОП и дает нам дополнительные инструменты для постройки приложения. А дополнительные инструменты — это увеличение гибкости при разработке, благодаря которой появляется больше вариантов решения той или иной задачи.
Применение АОП
Аспектно-ориентированное программирование предназначено для решения сквозных задач, которые могут представлять собой любой код, многократно повторяющийся разными методами, который нельзя полностью структурировать в отдельный модуль. Соответственно, с помощью АОП мы можем оставить это за пределами основного кода и определить его по вертикали. В качестве примера можно привести применение политики безопасности в каком-либо приложении. Как правило безопасность проходит сквозь многие элементы приложения. Тем более, политика безопасности приложения должна применяться одинаково ко всем существующим и новым частям приложения. При этом используемая политика безопасности может и сама развиваться. Вот тут нам отлично может пригодится использование АОП . Также в качестве еще одного примера можно привести логирование. У использования АОП подхода к логированию есть несколько преимуществ по сравнению с ручной вставкой логирования:
- Код для логирования легко внедрять и удалять: всего-то нужно добавить или удалить пару конфигураций некоторого аспекта.
- Весь исходный код для логирования хранится в одном месте и не нужно находить вручную все места использования.
- Код, предназначенный для логирования, можно добавить в любое место, будь то уже написанные методы и классы или же новый функционал. Это уменьшает количество ошибок разработчика.
Также при удалении аспекта из конфигурации конструкции можно быть абсолютно уверенным, что весь код трассировки удален и ничего не пропущено. - Аспекты — это вынесенный отдельно код, который можно многократно переиспользовать и улучшать.
Также АОП используется для обработки исключений, кеширования, выноса некоторого функционала, чтобы сделать его переиспользуемым.
Основные понятия АОП
Примеры в Java
Далее для большего понимания АОП мы рассмотрим небольшие примеры уровня Hello World.Сразу отмечу, что в наших примерах будем использовать плетение во время компиляции . Сперва нам нужно прописать следующую зависимость в нашем pom.xml :
org.aspectj aspectjrt 1.9.5
Как правило для использования аспектов применяют особый компилятор Ajs . В IntelliJ IDEA по умолчанию его нет, поэтому при выборе его как компилятора приложения нужно указать путь к дистрибутиву AspectJ . Подробнее о способе выбора Ajs как компилятора можно почитать на этой странице. Это был первый способ, а второй (которым я и воспользовался) — прописать следующий плагин в pom.xml :
org.codehaus.mojo aspectj-maven-plugin 1.7 1.8 1.8 1.8 true true ignore UTF-8 compile test-compile
После этого желательно сделать реимпорт у Мавена и запустить mvn clean compile . А теперь перейдём непосредственно к примерам.
Пример №1
Давайте создадим класс Main . В нем у нас будет точка запуска и метод, который печатает в консоли переданные ему имена:
public class Main < public static void main(String[] args) < printName(«Толя»); printName(«Вова»); printName(«Саша»); >public static void printName(String name) < System.out.println(name); >>
Ничего сложного: передали имя — вывели его в консоли. Если мы сейчас запустим, в консоли будет выведено:
Толя Вова Саша
Что ж, пришло время воспользоваться возможностями АОП. Сейчас нам нужно создать файл — аспект . Они бывают двух видов: первый — файл с расширением .aj , второй — обычный класс, который реализует возможности АОП при помощи аннотаций. Давайте сперва рассмотрим файл с расширением .aj :
public aspect GreetingAspect < pointcut greeting() : execution(* Main.printName(..)); before() : greeting() < System.out.print(«Привет «); >>
Данный файл чем-то похож на класс. Разберемся, что здесь происходит: pointcut — срез или набор точек соединения; greeting() — название данного среза; : execution — при выполнении * — всех, вызов — Main.printName(..) — данного метода. Далее идёт конкретный совет — before() — который выполняется до вызова целевого метода, : greeting() — срез, на который данный совет реагирует, ну а ниже мы видим само тело метода, которое написано на понятном нам языке Java. При запуске main с наличием данного аспекта мы получим вывод в консоль:
Привет Толя Привет Вова Привет Саша