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JRockitJVM对AOP的支持,第2部分(转)

原创 Java 作者:post0 时间:2007-09-07 09:03:23 0 删除 编辑
JRockitJVM对AOP的支持,第2部分(转)[@more@]

  前一篇文章介绍了面向方面编程和关注点分离的概念,解释了这种概念如何在方面构造的帮助下增强软件的模块化,以及如何使用它来补充面向对象编程。方面代表模块化的单元,并且由切点(何处)、建议(什么)以及类型间声明(在这个新的方面补充对象模型)组成。有许多技术可以将关注点编织进应用程序,在当今的Java领域中,最常用的技术是字节码测试,在AspectWerkz和AspectJ(从1.1版开始)中实现了这种技术。

  但是,这种AOP实现方式具有几个缺点,本系列的第1篇文章对此进行了详细解释。尽管在字节码测试领域还有很大的发展余地(包括Java 5中的JVMTI/JSR-163测试代理规范和高效字节码操作库,比如ObjectWeb ASM),但字节码测试代价不菲。此外,已经证明,使用字节码测试实现AOP是不完善的。例如,如果不采用非常特殊且效率低下的解决方案,就无法通过切点匹配反射式方法调用或get和set字段。总的来说,所有基于字节码测试的产品都受到字节码测试技术相关问题的影响,而且随着这种技术的普及,问题将逐渐增加。

  所有这些缺点促使JRockit团队提出了JVM对AOP的支持。其目标是尽可能全面地实现当前的AOP语义,同时不把JVM限制在某个特定的面向方面框架的语言细节和编程模型上。

  本文通过具体的代码示例介绍该API,然后描述其好处及未来的发展方向。

  我们的动机

  让我们快速地回顾引入JVM的AOP支持的技术动机。

  JVM编织是对上面提到的问题最自然的解决方案。为了说明其原因,我们将引入两个例子,它们说明JVM已经完成了编织所涉及的大多数工作:当加载一个类时,JVM读取字节码,建立为java.lang.reflect.* API进行服务所需的数据;另一个例子是方法调度。目前的JVM将方法或代码块的字节码编译为更高级、效率也更高的构造和执行流(在适用代码内联的地方进行代码内联)。由于HotSwap API的需要,JRockit JVM(可能还包括其他JVM)还会记录哪个方法调用了其他方法,因此如果在运行时重新定义某个类,那么在所有期望的位置(内联的或非内联的),类中定义的方法主体仍然可以进行热交换。

  因此,不必为了编织进一个建议调用而修改字节码,比如说,在特定的方法调用之前。JVM实际上可以掌握关于这个建议调用的知识,它会在任何匹配的联结点上对此建议进行调度,然后再调度实际的方法。

  由于不接触字节码,立即可以获得以下好处:

  不会由于字节码测试而产生启动开销。

  对于在任何位置、任何时间、以递增式开销添加和删除建议的完全的运行时支持。

  对建议的反射式调用的隐式支持。

  不需要将类模型复制到特定于框架的某些结构,因此减少了额外的内存占用。

  与JVMDI_EVENT_METHOD_ENTRY或JVMDI_EVENT_FIELD_ACCESS等JVMDI规范中定义的众所周知的C级别事件相比,这种方式有很大区别。在JVMDI中,必须首先处理C级别API,这使得它对于大多数开发人员来说有些复杂,而且难以分发。其次,规范没有提供细粒度的联结点匹配机制,而是要求预定所有这样的事件。这仍然会导致显著的开销,因此不得不进行调试。

  我们的方法

  我们想让您先了解一下如何在JVM中添加AOP支持。关键之处在于我们在Java API级别上提供了动作调度和预定(下面会详细描述)。因此,您可以写出下面这样的代码:

  Weaver w = WeaverFactory.getWeaver();

  Method staticActionMethod =SimpleAction.class.getDeclaredMethod

  ("simpleStaticAction",new Class[0]//no arguments);

  MethodSubscription ms = new MethodSubscription

  (/* where to match*/,InsertionType.BEFORE,staticActionMethod);

  w.addSubscription(ms);

  如您所见,我们提供了一个可访问的JVM API,可以用它来实现更传统的AOP方法。这为解决前面提到的传统AOP实现问题提供了极大的灵活性,而且也使其他使用方式成为可能。下面几节将详细介绍这个API。

  动作调度和预定

  JRockit JVM AOP支持公开了一个Java API,它与JVM方法调度和对象模型组件紧密集成在一起。为了确保不使JVM被限制在当前或未来的任何特定于AOP的技术方向上,我们决定实现一个动作调度和预定模型。

  这个API使您能够在指定的切点上描述定义良好的预定,这样就能够注册JVM将要调度的动作。动作由以下组件组成:

  一个常规Java方法――我们称之为动作方法,对于每个匹配这个预定的联结点,都将调用这个方法。

  一个可选的动作实例,在这个实例上调用动作方法。

  一组可选的参数级注释,它们向JVM指出动作方法期望从调用堆栈获得哪些参数。

  动作还可以分为before动作、after returning动作、after throwing动作或者instead-of动作(类似于AOP的“around”概念)。

  为了调用这个API,必须获得一个jrockit.ext.weaving.Weaver实例的句柄。这个编织器实例根据它的调用者上下文来控制允许进行哪些操作。例如,在容器级编织器可以预定特定于应用程序的联结点时,用户可能不希望部署在应用服务器中的应用程序创建编织器,从而预定某些容器级或特定于JDK的联结点的动作方法。这种编织器可见性理念反映了底层类加载器的委托模型。

  我们简单介绍一下这些构造如何映射到常规的AOP构造,这有助于理解这个模型:

  ?预定可以视为一个有类型的联结点,或者就是一个有类型的联结点(字段get()、set()、方法call()等等),加上一个within()/withincode()切点。

  ?动作实例可以视为方面实例。

  ?动作方法可以视为建议。

  熟悉AOP的读者可能已经看出,要想用这个JVM级API实现一个完整的AOP框架,还需要进行一些开发,包括一个(按照规定)管理方面实例化模型的中间层、cflow()切点的实现以及切点的完全合成和正交的实现。

  API细节:动作方法

  动作方法(与AOP的建议概念相似)就像(作为方面的)常规类的常规Java方法。它可以是static方法,也可以是成员方法。它的返回类型必须符合某些隐式约定,而且before动作的返回类型应该是void。对于instead-of动作(类似于AOP的around建议语义),其返回类型还是作为动作调用结果的堆栈的类型。

  动作方法可以有参数,参数的注释进一步控制上下文公开,如下面的代码示例所示:

  import java.lang.reflect.*;

  import jrockit.ext.weaving.*;

  public class SimpleAction

  {

  public static void simpleStaticAction()

  {out.println("hello static action!");

  }

  public void simpleAction() {out.println("hello action!");

  }

  public void simpleAction(@CalleeMethod WMethod calleeM,@CallerMethod WMethod callerM)

  {out.println(callerM.getMethod().getName());

  out.println(" calling ");

  out.println(calleeM.getMethod().getName());

  }

  }

  该代码示例引入了jrockit.ext.weaving.WMethod类。该类用作java.lang.reflect.Method、java.lang.reflect.Constructor和类的静态初始化器(它在java.lang.reflect.*中没有出现)的包装器。这与AspectJ JoinPoint.StaticPart.getSignature()抽象化相似。

  下面是当前定义的注释及其含义。

  

[[The No.1 Picture.]]

  为了支持instead-of,并能够决定是否沿着截取链前进(就像在AOP中通过JoinPoint.proceed()概念实现),我们引入了jrockit.ext.weaving.InvocationContext构造,如下所示:

  import jrockit.ext.weaving.*;

  public class InsteadOfAction {

  public Object instead(

  InvocationContext jp,

  @CalleeMethod Method callee) {

  return jp.proceed();

  }

  }

  API的细节:动作实例和动作类型

  正如前面代码示例中所示,动作方法可以是静态的,也可以不是。如果动作方法不是静态的,那么就必须传递一个动作实例,JVM在这个实例上调用动作方法。

  其语法风格与Java开发人员使用java.lang.reflect.Method.invoke(null/*static method*/, .../*args*/)对方法进行反射式调用一样。但是,利用JVM的AOP支持,底层的动作调用根本不涉及任何反射。

  允许用户控制动作实例,就会产生有趣的用例。例如,可以实现一个简单的委托模式,在运行时用另一个实现替换整个动作实例,而不涉及JVM的内部组件。

  注意,这将有助于(按照规定)实现AOP方面实例化模型,比如issingleton()、pertarget()、perthis()、percflow()等等,同时不会将JVM API限制在某些预定义的语义上。

  在将预定注册到编织器实例之前,赋予它一个类型作为建议类型:before、instead-of、after-returning或after-throwing。

  可以编写下面这样的代码来创建预定:

  // Get a Weaver instance that will act as a

  // container for the subscription(s) we create

  Weaver w = WeaverFactory.getWeaver();

  // regular java.lang.reflect is used to refer

  // to the action method "simpleStaticAction()"

  Method staticActionMethod =

  SimpleAction.class.getDeclaredMethod(

  "simpleStaticAction",

  new Class[0]//no arguments

  );

  MethodSub

本文来自:http://www.linuxpk.com/45031.html

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