Kiba518

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马有千里之程,无骑不可自往。人有冲天之志,无运不能自通。

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【我们一起写框架】C#的AOP框架

前言

AOP,大家都是听过的,它是一种面向切面的设计模式。

不过AOP虽然是被称为设计模式,但我们应该很少能看到AOP设计的框架。为什么呢?

因为,AOP单独设计的框架几乎是无法使用的。普遍的情况是,AOP要是和其他设计模式结合在一起使用。

所以,AOP虽然是设计模式,但我认为它更接近一种设计元素,是我们在设计框架的作料。

其实AOP的原理就是将公共的部分提取出来,这件事,即便不考虑设计模式,每个开发人员在工作时也是会做的。也就是说,在AOP设计模式被提出来之前,我们就在应用AOP的设计了。

那么,为什么还要单独将AOP拿出来说事呢?

我认为,主要目的应该是要强化切面的重要性。因为设计框架时加入AOP的理念,确实会让框架更加立体。

AOP的应用

AOP既然是一种作料,那么它的应用就是多种多样的;它可以出现在任何场合的。

下面我们举出一个例子,来说明AOP的应用。

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我们在开发的时候,通常会有这样的需求。

[将函数的入参和返回值记录到日志中][入参中为负数抛出异常]

当我们面对这样的需求时,通常会将入参和返回值全部传到一个独立的操作函数中,对其进行相应的操作。

这样实现,就是AOP的理念;不过开发者处理时,稍微繁琐了一点,因为每个函数都要处理。

为了减少这种重复操作,让我们一起来编写函数的切面AOP吧。

AOP框架的实现

首先,我们一起看下AOP框架应用后的效果。

在下面代码中,可以看到,我们定义了一个AOPTest类,然后调用了他的Test方法,之后传入了一个正数和一个负数,如果函数抛出异常,我们将输出异常的消息。

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        AOPTest test = new AOPTest();
        try
        { 
            test.Test(518);
            test.Test(-100);
        }
        catch(Exception ex)
        {
            Console.WriteLine(ex.Message);
        }
        Console.ReadLine();
    }
}

接下来我们看下AOPTest类的定义。

[Kiba]
public class AOPTest : ContextBoundObject
{ 
    
    public string Test(int para)
    {
        Console.WriteLine(para);
        return "数字为:" + para;
    }
}

代码如上所示,很简单,就是输出了入参,不过有两个地方需要注意,该类继承了ContextBoundObject类,并且拥有一个KIba的特性。

然后,我们看下运行结果。

从运行结果中我们看到,第一个函数正常输出,但第二个函数抛出了异常,而且异常的Message是异常两个汉字。

这就是我们AOP实行的效果了,我们的AOP框架对函数入参进行了判断,如果是正数,就正常运行,如果为负数就抛出异常。

下面我们一起来看看AOP框架是如何实现这样的效果的。

首先我们一起来看下Kiba这个特性。

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]
public class KibaAttribute : ContextAttribute
{
    public KibaAttribute()
        : base("Kiba")
    {
    } 
    public override void GetPropertiesForNewContext(IConstructionCallMessage ctorMsg)
    {
        ctorMsg.ContextProperties.Add(new KibaContextProperty()); 
    }
}

代码如上所示,很简单很基础的一个特性,不过它继承了ContextAttribute类,并重写了其下的方法GetPropertiesForNewContext。

这个方法是干什么的呢?

我们可以从函数名的直译来理解它是干什么的,GetPropertiesForNewContext直译过来就是创建新对象时获取他的属性。然后我们看到,我们重新了该方法后又为他添加了一个新的属性。

而我们添加的这个新的属性将截获拥有该特性的类的函数。

【PS:该描述并不是ContextAttribute真实的运行逻辑,不过,初学时,我们可以先这样理解,当我们更深入的理解了函数的运行机制后,自然就明白该类的意义。】

 下面我们看下KibaContextProperty类。

public class KibaContextProperty : IContextProperty, IContributeObjectSink
{
    public KibaContextProperty()
    {
    } 
    public IMessageSink GetObjectSink(MarshalByRefObject obj, IMessageSink next)
    {
        return new KibaMessageSink(next);
    } 
    public bool IsNewContextOK(Context newCtx)
    {
        return true;
    }  
    public void Freeze(Context newCtx)
    {
    }  
    public string Name
    {
        get { return "Kiba"; }
    }
}

代码如上所示,依然很简单,只是继承并实现了IContextProperty和IContributeObjectSink两个接口。

其中我们重点看下GetObjectSink方法,该方法用于截获函数。

我们可以看到该方法的两个参数,但我们只用到了一个IMessageSink ,并且,该方法的返回值也是IMessageSink。

所以,我们可以想到,该方法的本来面目是这样的。

public IMessageSink GetObjectSink(MarshalByRefObject obj, IMessageSink next)
{
    return next; 
} 

也就是说,IMessageSink 封装了函数的一切内容,那么我们的AOP实现的地方也就找到了。

于是我们用KibaMessageSink类处理一下IMessageSink 。

KibaMessageSink代码如下:

public class KibaMessageSink : IMessageSink
{
    private KAspec kaspec = new KAspec(); 
    private IMessageSink nextSink; 
    public KibaMessageSink(IMessageSink next)
    {
        nextSink = next;
    } 
    public IMessageSink NextSink
    {
        get
        {
            return nextSink;
        }
    } 
    public IMessage SyncProcessMessage(IMessage msg)
    { 
        IMethodCallMessage call = msg as IMethodCallMessage; 
        if (call != null)
        {
            //拦截消息,做前处理
            kaspec.PreExcute(call.MethodName, call.InArgs);
        }
        for (int i = 0; i < call.InArgs.Count(); i++)
        {
            var para = call.InArgs[i];
            var type = para.GetType();
            string typename = type.ToString().Replace("System.Nullable`1[", "").Replace("]", "").Replace("System.", "").ToLower();
            if (typename == "int32")
            {
                int inparame = Convert.ToInt16(call.InArgs[i]);
                if (inparame < 0)
                {
                    throw new Exception("异常");
                }
            } 
        }
        //传递消息给下一个接收器 
        IMessage retMsg = nextSink.SyncProcessMessage(call as IMessage);   
        IMethodReturnMessage dispose = retMsg as IMethodReturnMessage;
        if (dispose != null)
        { 
            //调用返回时进行拦截,并进行后处理
            kaspec.EndExcute(dispose.MethodName, dispose.OutArgs, dispose.ReturnValue, dispose.Exception);
        } 
        return retMsg;
    } 
    public IMessageCtrl AsyncProcessMessage(IMessage msg, IMessageSink replySink)
    {
        return null;
    } 
}

我们重点看下SyncProcessMessage方法。

可以看到,我们在方法调用先调用了KAspec类的PreExcute方法,该方法用于把入参输出到日志中。

接下来,我们对入参进行了判断,如果入参是负数,我们将不执行函数,直接抛出异常。

然后我们调用KAspec类的EndExcute方法,将返回值输出到日志中。

再然后,我们才返回IMessage,让函数完结。

下面我们一起看下KAspec类的实现。

/// <summary>
/// 切面
/// </summary>
public class KAspec
{ 
    #region 处理
    /// <summary>
    /// 前处理
    /// </summary> 
    public void PreExcute(string MethodName, object[] InParams)
    {

        Logger.Info("==================== " + MethodName + ":" + " Start====================");
        Logger.Info(string.Format("参数数量:{0}", InParams.Count()));

        for (int i = 0; i < InParams.Count(); i++)
        {
            Logger.Info(string.Format("参数序号[{0}] ============    参数类型:{1}    执行类:{1}", i + 1, InParams[i])); 
            Logger.Info("传入参数:");
            string paramXMLstr = XMLSerializerToString(InParams[i], Encoding.UTF8);
            Logger.Info(paramXMLstr);
        }
    } 
    /// <summary>
    /// 后处理
    /// </summary> 
    public void EndExcute(string MethodName, object[] OutParams, object ReturnValue, Exception ex)
    {
        Type myType = ReturnValue.GetType();
        Logger.Info(string.Format("返回值类型:{0}", myType.Name));
        Logger.Info("返回值:");
        if (myType.Name != "Void")
        {
            string resXMLstr = DataContractSerializerToString(ReturnValue, Encoding.UTF8);
            Logger.Info(resXMLstr);
        }
       
        if (OutParams.Count() > 0)//out 返回参数
        {
            Logger.Info(string.Format("out返回参数数量:{0}", OutParams.Count())); 
            for (int i = 0; i < OutParams.Count(); i++)
            {
                Logger.Info(string.Format("参数序号[{0}] == 参数值:{1}", i + 1, OutParams[i]));
            }
        }

        if (ex != null)
        {
            Logger.Error(ex);
        }
        Logger.Info("==================== " + MethodName + ":" + " End====================");
    }
}

代码如上所示,就是简单的日志输出。

到此,我们的AOP框架就编写完成了;其上的代码编写都是为KAspec服务,因为KAspec才是切面。

也就是说,只要将特性Kiba赋予给类,那么该类的函数,就被拦截监听,然后我们就可以KAspec切面中,做我们想做的操作了。

最后,我们再回头看下AOPTest类。

[Kiba]
public class AOPTest : ContextBoundObject

可以看到,该类不止拥有Kiba特性,还继承了ContextBoundObject类,该类是干什么的呢?

ContextBoundObject类是内容边界对象,只有继承了ContextBoundObject类的类,其类中才会驻留的Context上下文,并且会被ContextAttribute特性拦截监听。

呃,其实,这样解释还是有点不太正确,不过我也没找到更好的说明方式,如果你还理解不了,也可以去MSDN查询下,当然,MSDN的解释是反人类的,需要做好心理准备。

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框架代码已经传到Github上了,欢迎大家下载。

Github地址:https://github.com/kiba518/KAOP

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posted @ 2018-11-12 09:38 kiba518 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏