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面向切面编程(AOP)初涉

面向切面编程(AOP)初涉

作者: 悬笔e绝 | 来源:发表于2017-12-09 15:07 被阅读0次

    原文链接:http://www.jianshu.com/p/20381c6b9251

    面向切面编程(AOP)是 Aspect Oriented Programming 的缩写,脱胎于函数式编程,是一种无侵入式的编程风格。

    无侵入式编程

    所谓无侵入式编程,就是在不修改原有代码的基础上,对原始代码进行一些功能拓展。常可以应用于诸如代码统计、日志打印、原始函数功能补充等场景中。

    下面通过一些示例来展示这种编程风格在 JavaScript 中的应用。

    举个吃饭的例子

    这里举一个吃饭的例子,你正在做一个关于“吃”的项目,项目中你定义了一个eat函数:

    function eat(){

    console.log("我正在吃糖醋排骨,好香好香")

    }

    随后随着需求升级,PM 要求你完善整个吃饭的流程,一个比较完整的吃饭流程应该是:做饭、吃饭、刷碗。此处你只定义了“吃”的方法,新需求还要求你实现“做饭”和“刷碗”两项功能。

    你可以直接对eat函数进行修改,在函数开头加入“做饭”的功能,在函数结尾加入“刷碗”的功能,但你知道这样是不好的,因为这种方式侵入了原始的eat函数,降低了代码的可维护性,也增加了出错的可能性。

    不让修改原始的eat函数怎么办?此时就需要一种无侵入式的编程范式,也就是本文要介绍的 AOP 编程。

    JavaScript 中 AOP 的实现

    在 JavaScript 中实现 AOP 编程,主要是通过Function.prototype完成。此例中,我们可以在Function.prorotype上挂载一个before方法和after方法,分别在eat函数执行前后调用。

    Function.prototype.before = function(fn){

    fn && fn();

    this()

    }

    Function.prototype.after = function(fn){

    this()

    fn && fn();

    }

    此时如果我们调用before函数:

    eat.before(()=>{

    console.log("我先去做饭")

    });

    输出结果为:

    我先去做饭

    我正在吃糖醋排骨,好香好香

    同理,如果我们调用after函数:

    eat.after(()=>{

    console.log("我得去刷碗了")

    });

    输出结果为:

    我正在吃糖醋排骨,好香好香

    我得去刷碗了

    现在,我们已经初步实现了一个 AOP 的编程模型。

    实现链式调用

    上面的代码有没有什么问题呢?在我看来,至少有两个问题:

    同时调用before函数和after函数,会导致eat函数被调用两次

    无法实现链式调用

    上面的代码,如果只是单独调用before或after函数,没有什么问题。但新流程是需要我们同时调用before和after方法的:

    eat.before(()=>{

    console.log("我先去做饭")

    });

    eat.after(()=>{

    console.log("我得去刷碗了")

    });

    下面是运行结果:

    我先去做饭

    我正在吃糖醋排骨,好香好香

    我正在吃糖醋排骨,好香好香

    我得去刷碗了

    可见,eat函数被调用了两次,如果我们想在“做饭”之前在做点操作,比如“买菜”,会导致eat函数多次的调用。究其原因,是因为我们调用before或after函数时,会立即调用eat函数,我们可以对before函数和after函数做一些修改,让它们返回一个函数:

    Function.prototype.before = function(fn){

    return () => {

    fn && fn();

    this()

    }

    }

    Function.prototype.after = function(fn){

    return () => {

    this()

    fn && fn();

    }

    }

    通过返回一个函数,实现了eat的延迟调用,同时由于返回值是一个函数,我们还可以对该返回值应用before和after函数,并实现链式调用,这得益于 JavaScript 的灵活性。

    修改代码后,我们进行以下调用:

    eat.before(()=>{

    console.log("我先去做饭")

    }).after(()=>{

    console.log("我得去刷碗了")

    })();

    你可以把before和after作为一个包装器,类似于bind方法,都是绑定在Function .prototype上的方法,对调用这些函数的函数(this)进行一些包装,返回一个新的函数数,而原始的函数不受影响。

    现在我们实现了一个具有一定扩展性的 AOP 编程模型,此例中,如果你想在“做饭”之前加上“买菜”功能,在“刷碗”后加上“看电视”功能,以及其他任意的功能,都可以很方便的添加:

    eat.before(()=>{

    console.log("我先去做饭")

    }).after(()=>{

    console.log("我得去刷碗了")

    }).before(()=>{

    console.log("我先去买菜")

    }).after(()=>{

    console.log("我去休息一下")

    })();

    运行结果:

    我先去买菜

    我先去做饭

    我正在吃糖醋排骨,好香好香

    我得去刷碗了

    我去休息一下

    函数返回值

    经过一连串的链式调用后,怎么获取原始函数的返回值呢?如果我们的eat函数有个返回值:

    function eat(){

    console.log("我正在吃糖醋排骨,好香好香");

    return {

    "dish":"糖醋排骨"

    }

    }

    要想获取原始函数的返回值,我们再对before和after做一些修改:

    Function.prototype.before = function(fn){

    return () => {

    fn && fn();

    const result = this();

    return result;

    }

    }

    Function.prototype.after = function(fn){

    return () => {

    const result = this();

    fn && fn();

    return result;

    }

    }

    这里对before和after函数返回的函数增加了返回值,返回值就是调用该函数的函数(这里是eat)的返回值,这样一来,eat函数的返回值就可以层层进行传递下去了:

    const retVal = eat.before(()=>{

    console.log("我先去做饭")

    }).after(()=>{

    console.log("我得去刷碗了")

    }).before(()=>{

    console.log("我先去买菜")

    }).after(()=>{

    console.log("我去休息一下")

    })();

    console.log(retVal)

    调用结果如下:

    我先去买菜

    我先去做饭

    我正在吃糖醋排骨,好香好香

    我得去刷碗了

    我去休息一下

    { dish: '糖醋排骨' }

    实例:代码统计

    通过前面的介绍,我们实现了一个 AOP 的编程模型,尽管这个模型并不是尽善尽美的,但我们已经可以用来做一些事情了。我们来做一个实现代码统计的例子,通过代码统计,可以找出一些运行时间较长的函数,然后对其进行优化。这里我们准备对test函数进行代码统计:

    function test(){

    for(let i = 0; i < 100000000;i++){}

    }

    我们可以实现一个getRunTime方法,该方法用来进行代码统计:

    function getRunTime(fn){

    // 定义开始时间和结束时间

    let start;

    let end;

    // 使用获取代码运行时间

    fn.before(()=>{

    start = +new Date();

    }).after(()=>{

    end = +new Date();

    })();

    return end - start;

    }

    然后只需调用getRunTime方法,就可以实现代码统计了:

    const runTime = getRunTime(test)

    console.log(runTime)

    运行结果:

    66

    getRunTime的内部实现是依赖于 AOP 的,通过 AOP 实现了无侵入式的编程,我们在没有对test内部代码进行任何修改的情况下,实现了对其的运行时长进行统计,这种编程范式的优点,大家可以细细体会。

    总结

    本文对面向切面编程(AOP)的概念进行了一些介绍,并给出了 JavaScript 的实现方式,最后给出了一个例子。

    在 JavaScript 中实现 AOP 的原理很简单,就是通过对Function.prototype进行扩展,这种方式也应用于诸多内置函数中,如常用的bind函数,我们应该主要学习这种思想。

    在 Python 语言中,装饰器也是一种面向切面编程的范式,我在这篇文章中也进行了一些介绍,大家可以对比学习。

    作者:黑黢黢

    链接:http://www.jianshu.com/p/20381c6b9251

    來源:简书

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