Groovy无痛AOP之旅
http://www.infoq.com/cn/articles/aop-with-groovy
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作者 John McClean译者 胡键 发布于 2007年10月14日 下午9时49分

社区 Java 主题 动态语言, 脚本, AOP
Cedric Beust将面向方面编程（AOP）描述为“保留少数开发内行特权的一个绝佳主意”。对一些人来说，即便使用Spring和JBoss，入门的门槛依旧太高。幸运的是，这正是动态语言能够给予帮助的领域。它们为闯向AspectJ这座红灯之前的实验和学习提供了一个缓和的练习坡地，而且也依靠它们自己能力提供了一个高生产率的工作环境。Java开发者甚至无需离家太远就可得到它们。Groovy，一门有着与Java类似语法的JVM动态语言，突变出令人难忘的、可以轻而易举地模拟AOP行为的强大特性。尽管在本文中我们关注于Groovy，但是时代精神要求与非常受人爱戴和敬畏的Ruby进行对比。Ruby使用者可以只付出20%的汗水就可得到80%的成果。

AOP允许我们模块化那些可能与众多方法和类纠缠在一起的代码。例如，我们可能发现自己在围绕（around）众多不同的工作单元进行相同的安全检查，在其它单元之前（before）实例化一些变量，在另外一些单元完成之后（after）记录一些信息，或者抛出一个异常（exception）。AOP使得我们一次书写全部这些功能，然后在合适点（before、after、around或当异常被抛出时）将它应用于我们的方法，这些点是那些我们曾经违反DRY原则（Don't repeat yourself，不要重复你自己）并多次书写它的地方。在Java中，我们一般有两种机制选择。其一，我们可以使用一个框架来修改类的字节码，直接插入这些功能；其二，我们为类动态创建一个代理（使用JDK的动态代理或CGlib）。在Groovy中，正如我们将看到的，哪一种技术都不需要。

MOPs：不只是为了干净！
Groovy的元对象协议 是一种可被应用开发者用来修改语言实现和行为的机制。Groovy的MOP特别强大。明智设计的结果是：通过invokeMethod调用所有的动态方法，通过getProperty和setProperty访问属性。这样，我们就有一个单一的联系点用来修改我们所创建对象的核心行为。通过覆盖invokeMethod、getProperty和setProperty我们可以拦截每个对我们对象的单个调用，无需代理或字节码处理。

解放函数！
“愿不愿意用这么多苟活的日子去换一个机会，仅有的一个机会！那就是回到战场，告诉敌人，他们也许能夺走我们的生命，但是，他们永远夺不走我们的自由！”——在《勇敢的心》中，梅尔·吉布森如此鼓舞苏格兰人。
语言迷Steve Yegge，幽默地给Java标上“名词的王国”，这是个函数被奴役而且只能依附名词行走的地方。Groovy将函数从被对象束缚的暴政中解放出来。一个Groovy闭包是一个匿名函数，它可访问包含它的范围，可随意被重复调用，并可将其当作数据到处传递。从语法上看，闭包定义非常象Java代码块。下例打印出“hello world from Groovy!”。

String printMe =  "hello world"def c = { parameter | println(printMe + parameter}      } c(" from Groovy!")
创建如此轻量级函数的能力结合Groovy MOP的力量，使我们只需极少代码就能实现若干AOP风格的魔术。

开始之前
如果你想完成下面的例子，你需要遵循以下步骤：

下载Groovy：
可从Groovy官方网站下载Groovy
遵循Groovy安装页面的安装指导
可选，下载并安装Groovy Eclipse插件。插件的更新站点是：http://dist.codehaus.org/groovy/distributions/update/。这里有一个包含额外信息的Wiki站点。Groovy Eclipse插件仍处于预发布阶段，但是，进行了一些粗略的修理，我发现它工作得还不错。你可能需要考虑下列步骤：:-
设置你的step filters：在preferences/java/debug/stepfiltering，为下列类打开step filtering:-


Groovy在幕后完成了许多工作，这是为了防止了这个Eclipse插件在你执行代码时带你穿梭于Groovy基础设施之间。

你应单步进入（step into）闭包而不是越过（step over）它们
你目前不能直接使用debug as/groovy，作为替代方法，你必须创建一个新的应用调试配置。这些步骤定义在wiki中。
为了让插件去发现你的源代码，你需要给Eclipse一些额外的线索。一种变通方法是复制你的类目录，并将它作为最后的类文件夹加入。然后在project/properties/libraries中，你可以将你的源代码附加到你的哑类文件夹上。
迭代1：启程
AOP允许我们在指定的方法被调用时执行任意的函数。当我们这样做时，我们就被认为是应用了“advice”。在Groovy 中，可以非常容易地实现before和after advice类型。

定义基础设施
首先，让我们书写一个Groovy类，它包含要被拦截方法调用的细节。我们将把这个对象作为参数传递给我们所有的advice实现。这会让它们“理解”它们的上下文，访问甚至修改目标对象以及入参。


请注意，关键字“def”在这儿作为一个实例变量的修饰符使用，指明变量是属性。Groovy将为我们增加标准的JavaBean Getters和Setters。同时也要注意这个类继承了Expando，因为这个在后面很重要。
我们可以定义一个类，它覆盖invokeMethod并插入对我们的before和after advice类型的可选调用。我们只需要从这个类继承就可利用类AOP的功能。为了强制Groovy为我们类的每个方法调用去调用invokeMethod，我们需要实现标记接口GroovyInterceptable。

在这个类中关键字def被作为局部变量修饰符使用。这说明这个变量是动态类型。我们也利用了Groovy所支持的非常方便的参数命名来实例化AopDetails对象。
这个原则可被扩展到属性访问，但是为了清楚起见，我将让你来想象这个实现。
我们已经定义了启程必须的所有基础设施，那么让我们使用一个例子来示范一些实际的AOP。
一个实战例子 
我们需要一个main方法将advice应用到我们的Example类，并打印出一些有帮助的状态消息。


如果旅程中有Groovy Eclipse插件一起陪伴你，那么你可以在main方法的开始设置一个断点，并跟踪进入这个代码。在文件上点击右键并从弹出菜单选择run-as -> groovy，我们可以执行Runner.groovy，如果想要调试，可以按照上述和wiki中的步骤。Runner.groovy执行后输出如下：

Calling print message with no AOP :-Calling print message with  AOP before advice to set message :-hello worldCalling print message with  AOP after advice to output status :-hello worldStatus:message displayedCalling print message via invokeMethod on a Statically defined Object :-hello world via invokeMethod
最初，我们使用“message”键的值为空字符串的Map调用printMessage。但是，在后来的printMessage调用之前，我们声明了一个被应用于printMessage的before advice，它修改“message”键的值为“hello world”。接着，我们应用一个after advice来输出状态消息。我们可以在invokeMethod中设置断点清楚地看到所发生的一切。


“invokeMethod”在before和after Map中查找一个使用当前方法名为键值的闭包去执行。如果找到一个——它就在合适点执行它。

这个小例子示范了能被容易应用在更复杂、现实世界条件下的原则。

迭代2：绕着我们走
到目前为止，都很直接。对于接下来的迭代，我们将加入around advice。around advice是更强大的advice类型，在其中它可以修改应用的流程——它有权决定我们的目标方法是否被执行。这样的话，它是一个实现安全特性的绝佳地点。

定义基础设施
我们需要修改我们的基础设施以配合新的Advice类型。我们无需改变AopDetails。在设计AopDetails时，我们使用Expando作为基类。Expando是一个特殊的Groovy对象，它利用了类似MOP的伎俩提供一个可扩张的对象。我们需要给AopDetails增加proceed()，这样我们的Around advice就可以调用目标方法，使用Expando，这不是问题。让我们看看新的AopObject：


我们增加了一个map来包含我们的around advice闭包。continueWith闭包调用目标方法，我们临时将它作为proceed方法加入到AopDetails对象。如果存在合适的around advice，我们就调用它；否则，我们继续直接调用目标方法。

另一个实战例子
这次，让我们的例子更加现实一些。我们将试图模拟Web控制器。


我们的控制器实现了一个“save”方法，使用强大的Groovy特性（Expando和闭包），我们模拟出一个模型对象。我们给模型增加了两个函数——params，从request加载参数；save，“保存”模型。因为save动作可能执行一个敏感的更新，围绕它引入一些安全特性是一个好主意。


这个Runner类使用Map模拟出Request和Session对象。最初，我们在controller上不使用任何安全特性调用save，但是在随后的调用中，我们插入了检查保存在session中的用户id的around advice。最后，我们示范了如果用户id正确，初始方法就可以真正处理。输出如下: -

Attempting initial save : no AOP security:-Saved model 10 successfully   Attempting  save with AOP security & incorrect id:-Sorry you do not have permission to save this model (10)   Attempting  save with AOP security & correct id:-Saved model 10 successfully
截屏显示了处于Runner.groovy中的around安全闭包中的断点的调试器。


迭代3：可重用方法
使用闭包，我们可定义独立于类的方法。使用MOP，正如我们使用Expando时已看到的，我们可以将这些自由方法插入多个类。哎呀，我们甚至可以把不同的方法注入相同类的不同对象。这种模块性级别比标准Java允许的粒度要细的多。我们大多数Java开发者习惯通过对象接口实现来注入服务，而且我们一般使用大量的XML来达到这个目的。

定义基础设施
我们可以扩展我们的类AOP基础设施类，以允许插入和删除来自我们对象的方法。在继承层次的每个端点，我们需要两个新类来完成这个。AopIntroductions，它允许我们给我们的对象引入新方法，成为我们的基类（AopObject现在需要继承AopIntroductions）。AopRemovals，它阻止指定方法的调用被执行，是一个新的顶级类。



开始游戏！
现在我们有了真正的有趣的东西！我们能够利用实例方法作为可重用组件。我们可以在一个地方定义通用的方法，然后将它们混入跨越多个类类型的对象，同时限制对每个对象为基础的敏感方法的访问。

让我们从前面的例子中通过移除save方法来重构我们的控制器。我们将创建一个CrudOperations类，它将用于包含CRUD方法。接着，我们将这些来自我们的CrudOperations的方法注入到我们的Web控制器。


注意对CrudOperationsMixin构造函数的调用，这就是魔法发生之地！


在以上类中，我们定义了一个方法引用的Map。我们通过方法对应的键将那些引用注入host对象（我们的Web控制器）。

这种方式的美妙之处在于我们仍然可以给新加入的方法应用around、before和after advice类型！来自前例的Runner.groovy可以如平时一样运行。但是，我们将加入另一种手法，在新类运行时不让save方法运行。


Groovy支持操作符重载，以及List类使用左移操作符（“<<”）给List添加新对象。

运行Runner.groovy的输出如下：

Attempting initial save : no AOP security:-save operation Saved model 10 successfullyAttempting  save with AOP security & incorrect id:- Sorry you do not have permission to save this model (10)   Attempting  save with AOP security & correct id:-save operationSaved model 10 successfully   Attempting  save with save method removed (perhaps for security reasons):- Caught NoSuchMethodException
在下面调试器截屏中，我已经加亮了显示Web控制器路径的堆栈轨迹（StackTrace），对save的调用部分，实际是在实际包含save方法的mixins类中完成的。


从Groovy到Ruby：火车司机的备选
如果Groovy不合你的胃口，我们可以在你选择的动态语言中重新实现以上各例。例如在Ruby中，我们可以覆盖method_added钩子而不是invokeMethod。“method_added”在新方法被加入到一个类时被调用。在方法被加入到我们的对象时，我们可以代理它们，以一个经由alias_method插入before、after、around advice的实现将它们交换出去。即便是曾经祸害过每个开发者生活的Javascript，也有强大的方言能够方便地实现AOP。甚至还有专门的框架——AspectJs！

总结
象Groovy这样的动态语言可以无痛地实现自定义的AOP。这不需要字节码修改，基础设施代码库可以保持短小，使新开发者容易理解。Groovy的元对象协议允许我们重塑对象的行为以适合手头的问题，顶级函数和动态类型使得动态插入功能相对容易。本文描述的这些例子是迈向AOP全功能旅程的第一步。尚未实现的是exception advice，对每个方法多advice支持（包括around的advice链）和应用Aspect到对象的集中化支持。但是，我希望我已经示范了：只需相对极少的努力，我们可以走得非常远，这都要感谢Groovy语言强大的能力。

资源
获得本文中使用的代码
获得Groovy
Groovy Eclipse插件
一篇Java中的AOP介绍
一篇Groovy的介绍 （非常老）
Groovy中的闭包
更多关于Groovy的MOP
Nothing new under the sun, :around, :before and :after in CLOS 1988.
关于作者
John McClean是居住于爱尔兰都柏林的软件开发者，他在那儿为爱尔兰的AOL Technologies工作。在他的空闲时间，他开发了Slingshot Application Framework，它是一个高效率的基于Web的应用的生产环境。John维护一个博客，用于记录他对于感兴趣技术主题的想法。

查看英文原文：Painless AOP with Groovy