面向切面编程

2018-07-29

Q: 什么是食物？
A: 食物通常以碳水化合物、脂肪、蛋白质或水构成，能够借由进食或是饮用为人类或者生物提供营养或愉悦的物质。
   食物的来源可以是植物、动物或者其他界的生物，例如真菌，亦或发酵产品像是酒精。
   生物摄取食物后，被生物的细胞同化，提供能量，维持生命及刺激成长。

前段时间讨论到Java中的回调函数时，提到了面向切面(Aspect Oriented Programming)编程。它是一种程序设计思维，常常与面向对象（Object Oriented Programming）编程相比较，但是也常常被单独拎出来讨论。

OOP的诞生源自于人类与生俱来的分类抽象能力，回想一下，读小学的你，是否就能轻而易举地分辨“零食”和“正餐”的区别呢？零食美味而充满诱惑，但是对于你来说昂贵，而且吃太多存在挨骂的风险，相对的，正餐则略显的无聊和平淡，但是在你饿了的时候往往能让你的肚子不会咕咕叫。

于是自然而然你就可以将它们的共同点抽象出来，比如它们可以被食用，但是它们的味道、价格、食用时间乃至“副作用”之类的都不太一样。它们中相同的属性，就可以分配给一个只对这些相同的属性敏感的父元素。而不同的部分，就单独分配给父元素下属的不同的子元素。这样一来，子元素就不光含有自己的属性，也拥有了父元素的所有属性。

面向切面

事物中对于某些相同属性的抽象，构成了面向对象的基石。

来写一个简单的OOP的例子

// JavaScript ES6

class Person {
    constructor(name) {
        this.name = name;
    }
    greeting() {
        console.log(`hello, my name is ${this.name}, `);
    }
}

class Engineer extends Person {
    constructor(name, level) {
        super(name);
        this.level = level;
    }
    // override
    greeting() {
        super.greeting();
        console.log(`a ${this.level} Engineer.`);
    }
}

class Architect extends Engineer {
    constructor(name, level) {
        super(name, level);
    }
    design(work) {
        console.log(`right now, i\`m ${work}.`);
    }
    playGames(game, platform) {
        console.log(`${this.name} is playing ${game} on ${platform} now.`);
    }
}

let ted = new Architect('Ted', 'Junior');
ted.greeting();
ted.design('painting some blueprints');

>>>
hello, my name is Ted,
a Junior Engineer.
right now, i'm painting some blueprints.

侵入式切面

假设我们想要在对象Person的所有方法执行前，加入一段逻辑。我们有什么好办法呢？

代理函数是个很好的选择，我们在进行具体的业务调用时，直接调用一个代理函数就行了。


function before(person, fn, ...args) {
    console.log('something running before');
    return fn.apply(person, args);
}

函数before，将我们要调用的函数包裹起来，然后我们只需要这样调用这个代理函数，就能在其中的某个部分中添加逻辑。

1	before(ted, ted.design, 'painting some blueprints');

上面的全局函数，还可以直接添加进对象中，防止被不必要的类或者方法使用。


Person.prototype.before = function (fn, ...args) {
    console.log('do sthing before');
    return fn.call(this, args);
};

ted.before(ted.design, 'painting some blueprints');

虽然这种形式大体上能解决我们的需求，但是这种写法，仍然破坏了对象原有的调用形式。


// 原来的调用形式
ted.greeting();
ted.playingGames('DotA2', 'PC');
ted.design('painting some blueprints');

// 代理函数的调用形式
ted.before(ted.greeting);
ted.before(ted.playingGames, 'DotA2', 'PC');
ted.before(ted.design, 'painting some blueprints');

清一色的before 函数，不仅写起来头晕，而且当你要改动的时候，所有调用这个代理函数的地方都要进行改动。这并不是我们想要的。

非侵入式切面

代理函数帮我们执行了函数，虽然能按照我们的期望执行程序，但我们更希望它直接返回函数给我们，这样我们就无须费劲心思地去到处修改旧代码，同时往代码中添加了新的功能。


function before(originTarget, fn) {
    return function (...args) {
        console.log('do sthing before');
        return fn.apply(originTarget, args);
    };
}
ted.playGames = before(ted, ted.playGames);

// 正常调用
ted.playGames('DotA2', 'PC');

以上代码还可以写成更加通用的写法


function before (clazz, fn) {
    return function (...args) {
        console.log(`now time: ${new Date()}`);
        return clazz.prototype[fn].apply(this, args);
    }
}
ted.greeting = before(Person, 'greeting');

// 正常调用
ted.greeting();

程序中那些无法通过父元素所聚合的共同属性，但是又切实地影响到了程序的写作——这种时候，切面编程就能发挥出它的用处。它将业务中的相同的部分抽象出来，组成一个个可拆卸的业务组件。面向对象通过继承和多态的纵轴让代码松耦合，而面向切面则是在业务并行展开的水平线上让代码松耦合。

中间件

提起AOP，总免不了让人想到Java Spring框架中的监听器、拦截器、过滤器。它们是典型的AOP编程思想的结晶——一条正常的程序流，被几个中间件拦截检查。

这启发了我们，在程序设计上的一条新思路：程序暴露出一段执行流，并且给开发者一把剪刀。它们可以随意在允许的范围内剪开程序，并织入想要执行的内容。最后这一段执行流合重新合并起来，收入程序的深处。

简单模拟一个中间件设计


// 切入点函数队列
let fns = [];
// 切点计数
let fnCounter = 0;

// 启动函数
function main() {
    next();
}

// 执行下一个函数
function next() {
    let fn = fns[fnCounter++];  // 取出函数数组里的下一个函数
    if (!fn) {    // 如果函数不存在,return
        return;
    }
    fn(next);   // 否则,执行下一个函数
}

// 将自定义的函数推入函数队列
function processer(fn) {
    fns.push(fn);
}

function loginCheck(next) {
    if (...)
        next();
    else
        return;
}

function characterFilter(next) {
    // doing some character filtering
    next();
}

function mainService() {
    // 主业务
    console.log('some main services');
}

processer(characterFilter);
processer(loginCheck);
processer(mainService);
main(); // 模拟程序启动

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