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冒號和他的學生們(連載11)——切面范式

編輯:關於JAVA

切面范式

橫看成嶺側成峰           ——《蘇轼·題西林壁》

引號重開話題:“OOP方興未艾,AOP又開始嶄露頭角。AOP算是OOP的一種分支、一種補充還是一種超越?”

歎號故作捶胸頓足狀:“OOP還沒有完全吃透,又來了個什麼AOP。”

“不同的人對新生事物采取不同的態度。”冒號王顧左右而言他,“追星族傾向於盲目追捧,唯恐落伍,他們信奉新潮的流行的就是好的;守舊派傾向於本能抗拒,回避求新,他們認為經典的傳統的才是好的。”

引號和歎號互視一眼,不情願地戴上了老冒派發的帽子。

冒號續道:“從宏觀角度看,太陽底下沒有新鮮事——AOP無非是SoC原理和DRY原則的一種應用;從微觀角度看,太陽每天都是新的——AOP雖自OOP的土壤中長出,卻脫離藩籬自成一體,並且嫁接到非OOP的領地,不僅在純過程式語言、函數式語言、甚至邏輯式語言中得到發展,而且本身也具備了一定的聲明式語言特征,成為一種新的軟件模塊化方式。”

問號舉手:“什麼是SoC和DRY?”

引號代答:“SoC就是Separation of concerns,即關注點分離;DRY是Don’t Repeat Yourself,即盡量減少重復代碼。”

“答案正確,加十分!”冒號戲贊道,“不良代碼通常有兩種病征:一是紛亂如麻,糾纏打結,可謂剪不斷理還亂;二是疊床架屋,臃腫不堪。治療此類病症一個有效的方法是抽象與分解:從問題中抽象出一些關注點,再以此為基礎進行分解。分解後的子問題主題鮮明並且獨立,不會牽一發而動全身。同時具有相同特征的部分可以象代數中的公因子一樣提取出來,減少了代碼重復。”

句號醒悟道:“這不就是模塊化嗎?”

“准確地說,抽象是前提,分解是方式,模塊化是結果。”冒號很講究精確,“大家記得庖丁解牛的故事吧?在常人眼中復雜的牛體,庖丁經過抽象,已目無全牛,及至提刀分解,自是游刃有余。待牛如土委地,模塊化既成。”

句號舉一反三:“前面提到的編程范式的基本思想大多不也如此?將程序分別抽象分解為過程、函數、斷言、對象和進程,就依次成為過程式、函數式、邏輯式、對象式和並發式。至於泛型式——”

句號講不下去了。

“泛型式雖未引入新類型的模塊,其核心也是抽象出算法後與數據分解。”冒號為其解圍,“以此類推,切面式的AOP將程序抽象分解為切面。”

問號提問:“抽象與分解的原則是什麼?”

冒號作了個V字:“兩條:單一化,正交化。每個模塊職責明確專一,模塊之間相互獨立,即高聚合低耦合(high cohesion & low coupling)。此原則相當普適,是分析復雜事物的一種基本方法,在數學和物理中應用得尤為廣泛,如質因式分解、正交分解、譜分解等等。”

逗號調皮地抬槓:“為什麼稱為正交化呢?斜交化不行嗎?”

冒號呵呵一笑:“互為正交的兩個向量在彼此方向上投影為零,意味著彼此獨立,互不影響,斜交可不行。”

逗號吐了吐舌頭。

“誠如前述,AOP以切面為模塊。”冒號返回主題,“切面Aspect常直譯為‘方面’,但它描述的是橫切關注點(Cross-cutting concerns),故‘切面’更准確生動,而‘方面’則失之空泛呆板。何謂橫切關注點?顧名思義,乃是與程序的縱向主流執行方向橫向正交的關注焦點。不妨回顧一下,無論是過程式的函數,還是對象式的方法,都包含了完整的執行代碼。但有些代碼橫跨多個模塊,以片斷的形式散落在各處,雖具有相似的邏輯,卻無法用傳統的方式提煉成模塊,難以實現SoC與DRY。典型的例子如:在調用某些對象的方法、讀寫某些對象的域、拋出某些異常等等前後,需要用到統一的業務邏輯,諸如日志輸出、代碼跟蹤、性能監控、異常處理、安全檢查、事務管理等等。為解決此類問題,AOP應運而生。它將每類橫切關注點封裝到單獨的Aspect模塊中,將程序中的一些執行點與相應的代碼綁定起來。單個的執行點稱為接入點(join point),例如:調用某個對象的方法前後;符合預先指定條件的接入點集合稱為切入點(pointcut),例如:所有以set為命名開頭的方法;每段綁定的代碼稱為一個建議(advice)。”

問號有點疑問:“接入點與切入點有何區別?”

冒號釋疑:“望文生義,接入處是點,切入處是面,面由點組成。advice定義於切入點上,執行於接入點處。換言之,共享一段代碼的接入點組成了一個切入點。切入點一般用條件表達式來描述,不僅有廣泛性,還有預見性——以後新增的代碼如果含有滿足切入點條件的接入點,advice中的代碼便自動附著其上。這是AOP的威力所在,但有時也是麻煩所在。”

引號很較真:“好像一些書上把join point譯作連接點,把advice譯作通知。”

“誤導,完全是誤導!”冒號有些痛心疾首,“何謂join point?是advice中額外代碼接入之處,join顯為‘參加’、‘加入’之意。如果說翻作‘連接’只是因缺乏動感和方向性而不夠貼切的話,將advice譯作‘通知’則近乎荒謬了。advice是在原有程序流程中加入的額外流程,可理解為建議采取的措施,而‘通知’強調的是一種信息,難道是程序運行到join point的信息?抑或采取某種行動的信息?簡直不知所雲。”

頓了一會,冒號仍意猶未盡:“英文好的技術不好,技術好的英文不好,兩者都好的不屑去翻譯,導致市面上的譯書雖汗牛充棟,然佳作寥寥。這裡奉勸各位,如果真想成為優秀的程序員,一定要盡可能地讀原文的書籍、文章和文檔。事實上,凡是科學和藝術方面的專業人員,要想專業水平上一層台階,都應讀該專業權威經典的原文。要知道,語言之間的天塹原本難以彌合,譯者的專業水准、語言功底和嚴謹程度更是參差不齊。”

逗號抱怨:“英文雖讀得懂,但太慢、太費勁了。”

“多讀,讀多了就習慣了。”冒號鼓勵著,“對程序員來說,英語也是一門計算機語言。”

問號的求知欲很強:“AOP實現的機理是什麼?”

冒號回答:“如果一個程序是一個管道系統,AOP就是在管道上鑽一些孔,在每個孔中注入新的代碼流。因此AOP實現的關鍵是將advice的代碼嵌入到主體程序之中,術語稱編織(weaving)。這是很自然的——將問題分解之後再合成,問題才得以還原。編織可分兩種:一種是靜態編織,通過修改源碼或字節碼(bytecode)在編譯期(compile-time)前後或加載期(load-time)嵌入代碼;另一種是動態編織,通過代理(proxy)等技術在運行期(run-time)實現嵌入。具體的工具包括一些擴展性語言如AspectJ、AspectC++等和一些framework如AspectWerkz、Spring、Jboss AOP等。”

歎號搔著頭:“聽起來挺復雜的。”

句號說:“這些機理是AOP的實現者需要操心的,使用者只需關心AOP是否好用,性能如何等等。”

冒號表示贊同:“與OOP一樣,AOP在帶來便利的同時,也增加了一定的復雜度和性能損耗。它們更適用於大中型程序,用在小型程序中則不啻牛刀殺雞。”

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