什么是AOP系列之一：AOP概念解析

核心提示：为什么要区分J2EE容器和J2EE应用系统？我们知道，J2EE应用系统只有部署在J2EE容器中才能运行，什么是AOP系列之一：AOP概念解析，那么为什么划分为J2EE容器和J2EE应用系统？ 通过对J2EE容器运行机制的分析，我们可以发现：实际上J2EE容器分离了一般应用系统的一些通用功能，技术成熟，缺点：过于复杂；破

　　为什么要区分J2EE容器和J2EE应用系统？
　　
　　我们知道，J2EE应用系统只有部署在J2EE容器中才能运行，那么为什么划分为J2EE容器和J2EE应用系统？ 通过对J2EE容器运行机制的分析，我们可以发现：实际上J2EE容器分离了一般应用系统的一些通用功能，例如事务机制、安全机制以及对象池或线程池等性能优化机制。
　　
　　这些功能机制是每个应用系统几乎都需要的，因此可以从具体应用系统中分离出来，形成一个通用的框架平台，而且，这些功能机制的设计开发有一定难度，同时运行的稳定性和快速性都非常重要，必须经过长时间调试和运行经验积累而成，因此，形成了专门的J2EE容器服务器产品，如Tomcat JBoss、Websphere、WebLogic等。
　　
　　从J2EE系统划分为J2EE容器和J2EE应用系统两个方面，我们已经看到一种分散关注的思路（separation of concerns）。
　　
　　分散关注
　　
　　将通用需求功能从不相关类之中分离出来；同时，能够使得很多类共享一个行为，一旦行为发生变化，不必修改很多类，只要修改这个行为就可以。
　　
　　AOP就是这种实现分散关注的编程方法，它将“关注”封装在“方面”中。
　　
　　AOP是什么？
　　
　　AOP是OOP的延续，是aspect Oriented PRogramming的缩写，意思是面向方面编程。AOP实际是GoF设计模式的延续，设计模式孜孜不倦追求的是调用者和被调用者之间的解耦，AOP可以说也是这种目标的一种实现。
　　
　　举例：假设有在一个应用系统中，有一个共享的数据必须被并发同时访问，首先，将这个数据封装在数据对象中，称为Data Class，同时，将有多个访问类，专门用于在同一时刻访问这同一个数据对象。
　　
　　为了完成上述并发访问同一资源的功能，需要引入锁Lock的概念，也就是说，某个时刻，当有一个访问类访问这个数据对象时，这个数据对象必须上锁Locked，用完后就立即解锁unLocked，再供其它访问类访问。
　　
　　使用传统的编程习惯，我们会创建一个抽象类，所有的访问类继续这个抽象父类，如下：
　　
　　abstract class Worker{
　　
　　abstract void locked();
　　abstract void accessDataObject();
　　abstract void unlocked();
　　
　　}
　　
　　缺点：
　　
　　accessDataObject()方法需要有“锁”状态之类的相关代码。java只提供了单继续，因此具体访问类只能继续这个父类，假如具体访问类还要继续其它父类，比如另外一个如Worker的父类，将无法方便实现。重用被打折扣，具体访问类因为也包含“锁”状态之类的相关代码，只能被重用在相关有“锁”的场合，重用范围很窄。
　　
　　仔细研究这个应用的“锁”，它其实有下列特性：
　　
　　“锁”功能不是具体访问类的首要或主要功能，访问类主要功能是访问数据对象，例如读取数据或更改动作。
　　
　　“锁”行为其实是和具体访问类的主要功能可以独立、区分开来的。
　　
　　“锁”功能其实是这个系统的一个纵向切面，涉及许多类、许多类的方法。如下图：
　　
　　因此，一个新的程序结构应该是关注系统的纵向切面，例如这个应用的“锁”功能，这个新的程序结构就是aspect（方面）在这个应用中，“锁”方面（aspect）应该有以下职责：
　　
　　提供一些必备的功能，对被访问对象实现加锁或解锁功能。以保证所有在修改数据对象的操作之前能够调用lock()加锁，在它使用完成后，调用unlock()解锁。
　　
　　AOP应用范围
　　
　　很明显，AOP非常适合开发J2EE容器服务器，目前JBoss 4.0正是使用AOP框架进行开发。具体功能如下：
　　
　　Authentication 权限
　　Caching 缓存
　　Context passing 内容传递
　　Error handling 错误处理
　　Lazy loading　懒加载
　　Debugging　　调试
　　logging, tracing, profiling and monitoring
　　记录跟踪　优化　校准
　　Performance optimization　性能优化
　　Persistence　　持久化
　　Resource pooling　资源池
　　Synchronization　同步
　　Transactions 事务
　　
　　AOP有必要吗？
　　
　　当然，上述应用范例在没有使用AOP情况下，也得到了解决，例如JBoss 3.XXX也提供了上述应用功能，但是没有使用AOP。
　　
　　但是，使用AOP可以让我们从一个更高的抽象概念来理解软件系统，AOP也许提供一种有价值的工具。可以这么说：因为使用AOP结构，现在JBoss 4.0的源码要比JBoss 3.X轻易理解多了，这对于一个大型复杂系统来说是非常重要的。
　　
　　从另外一个方面说，似乎不是所有的人都需要关心AOP，它可能是一种架构设计的选择，假如选择J2EE系统，AOP关注的上述通用方面都已经被J2EE容器实现了，J2EE应用系统开发者可能需要更多地关注行业应用方面aspect。
　　
　　AOP具体实现
　　
　　AOP是一个概念，并没有设定具体语言的实现，它能克服那些只有单继续特性语言的缺点（如Java），目前AOP具体实现有以下几个项目：
　　
　　AspectJ (TM)：　创建于Xerox PARC. 有近十年历史，技术成熟。
　　
　　缺点：过于复杂；破坏封装；需要专门的Java编译器。
　　
　　动态AOP：使用JDK的动态代理API或字节码Bytecode处理技术。
　　
　　基于动态代理API的具体项目有：
　　
　　JBoss 4.0 JBoss 4.0服务器
　　nanning
　　
　　基于字节码的项目有：
　　aspectwerkz
　　spring　？