Aspektově orientované programování v Javě

Může se zdát, že v teorii klasických programovacích jazyků se od prosazení myšlenky objektů nic nového neděje. Přesvědčíme se o opaku na příkladu rozšíření objektových jazyků, které slibuje ještě lepší modularitu a opětovnou použitelnost kódu.

Jedním z cílů objektově orientovaného programování je umístění kódu co nejblíže k datům tak, aby vznikaly vícenásobně použitelné moduly – objekty. Při pohledu na zdrojový kód velkých aplikací ale zjistíme, že značná část kódu v objektech nepracuje se „svými“ daty, a místo toho zajišťuje plnění dalších požadavků, jako je zabezpečení (je uživatel obsazen v požadované roli?), transakční zpracování (začátek/konec transakce) nebo logování. A nejenže takový kód nepracuje s daty svého objektu, on se dokonce na mnoha místech opakuje!

Možným řešením pro výše zmiňované úkoly je využít statický model transparentních služeb v technologii EJB – statický proto, že množina služeb (security, transakce) je dána specifikací EJB a žádné nové si sami definovat nemůžeme. Aspektově orientované programování (AOP) nám umožní napsat několik řádek kódu, který bude provádět zápis do aplikačního logu, a bez zásahu do zbytku aplikace nastavit, že se tento kód provede např. před a po spuštění kterékoli veřejné metody ve třídě BusinessObject a všech jejich potomcích.

Úprava chování

Aspektově orientované programování je postaveno na několika jednoduchých myšlenkách úpravy chování programů v přesně definovaných místech (tzv. joinpoint) – při spouštění metod, přístupu k atributům třídy nebo při vyhození výjimky. Úprava chování spočívá ve vložení nového kódu, označovaného jako advice, před, po nebo okolo joinpoint. Advice může také měnit vstupní parametry metod, nebo dokonce vůbec zabrání jejich spuštění a sama poskytne návratovou hodnotu. Aby se jednotlivé advice aplikovaly na správná místa, je třeba vytvořit speciální výraz (nazývaný pointcut), který identifikuje konkrétní joinpoint; a kromě jejich vyjmenování může obsahovat i složitější podmínky, jak bylo naznačeno již v předchozím odstavci. Skupinu advice a jim odpovídajících pointcut, které zajišťují konkrétní funkčnost, pak shrnujeme do aspektu jako základního modulu v AOP.

Práce s aspekty

Jako příklady použití aspektového programování se na první pohled naskýtají především profilování a logování a také kontrola splnění různých podmínek před spuštěním důležitých metod. Nemusíme si ale představovat jen klasickou autorizaci přístupu, stejně tak je možné kontrolovat korektnost vstupních a výstupních parametrů nebo ověřovat konzistentní stav objektu před a po provedení metody. Po osvojení práce s aspekty je lze stejně dobře používat i pro řešení problémů ve vlastní doménové logice. Aspektové rozšíření nalezneme u mnoha programovacích jazyků. V Javě se kromě funkčně omezených řešení jako JBoss AOP nebo Spring AOP jedná především o aspektové rozšíření jazyka – AspectJ. Přidává nová klíčová slova jako aspect, pointcut atd. a nabízí i schopnost aplikovat aspekty na třídy a knihovny, jejichž zdrojový kód nemáme k dispozici.

Zůstává na posouzení čtenáře, zda výhody nových vyjadřovacích prostředků vyvažují potenciálně horší čitelnost programů a také zda jejich využití zvýší kvalitu softwaru v parametrech jako rozšiřitelnost, spravovatelnost a robustnost. Autor o tom již přesvědčen je.

Pro další informace o AOP viz např. Wikipedie, podrobnosti o AspectJ naleznete na adrese www.eclipse.org/aspectj.