Einführung in AOP. Rico Schiekel Agenda. Kernproblem der Objekt Orientierung

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1 Einführung in AOP Informatikseminar Rico Schiekel Fachhochschule Ravensburg Weingarten Hochschule für Technik und Sozialwesen Einführung in AOP Agenda Kernproblem der Objekt Orientierung Beispiel Folgen Aspekt Orientierte Programmierung AspectJ AOP Beispiel anhand von AspectJ Fazit Einführung in AOP 2

2 Kernproblem der Objekt Orientierung cross cutting concerns Eigenschaften und Anforderungen die das ganze System durchziehen und nicht modularisiert werden können. Logging / Tracing Fehlerbehandlung / Fehlertoleranz Synchronisation / Threadsicherheit Transaktionen Sicherheit / Authentifizierung / Zugriffskontrolle Cachestrategien Einführung in AOP 3 Beispiel der Kernproblematik Modularisiertes Projekt Netzwerk-Code Business Logging über Logicden in drei gesamten zwei Modulen Code gekapselt verteilt Einführung in AOP 4

3 Folgen redundanter Code Schwer zu Lesen und Nachzuvollziehen Strukturen werden nicht abgebildet geringere Widerverwendbarkeit schwer zu verändern hohe Disposition des entsprechenden Codes Vollständigkeit und Konsistenz der Änderungen schwer prüfbar Einführung in AOP 5 Agenda Kernproblem der Objekt Orientierung Aspekt Orientierte Programmierung Vorgehen Semantik AspectJ AOP Beispiel anhand von AspectJ Fazit Einführung in AOP 6

4 Aspekt Orientierte Programmierung initiiert 1997 durch Xerox neues Programmierparadigma gehört zu den Post-Objektorientierten Programmierparadigmen nicht beschränkt auf Objektorientierte Sprachen erhöht die Modularität Einführung in AOP 7 Vorgehen Aspekt Code Aspect Weaver Woven Code Compiler Application Modul Code z.b. AspectJ z.b. Java Code z.b. javac z.b. Java Bytecode z.b. Java Code Einführung in AOP 8

5 Vorgehen (2) Aspect Weaver Aspect Weaver Unterstützung verschiedener Hochsprachen AspectJ (Java) AspectC/C++ (C/C++) AspectS (Smalltalk) AspectR (Ruby) Aspect.pm (Perl) unterschiedliche Arbeitsmethoden Sourcecode Maschinencode Dynamisch zur Laufzeit Einführung in AOP 9 Semantik AOP definiert neue Bezeichnungen Join Point Pointcut Advice Introduction Aspect Einführung in AOP 10

6 Semantik Join Point definierter Punkt im Programmablauf wie z.b. Methodenaufrufe Konstruktoraufrufe Zugriff auf Membervariablen Exception Handler statische und dynamische Initialisierung Einführung in AOP 11 Semantik Pointcut spezifiziert die Kriterien, unter welchen ein Aspekt im Programmablauf verankert wird stellt eine Art Abfrageprädikat über Join Points dar kann Werte im Ausführungskontext eines Join Points liefern Definition geschieht über Designators (Kennzeichner) z.b. AspectJ: call(void Point.setX(int)) Wildcards möglich Mit Logischen Operationen (AND, OR, NOT) kombinierbar Einführung in AOP 12

7 Semantik Advice Methodenähnliche Definition von Code, dessen zugewiesener Pointcut die ausführung bestimmt verschiedene Ausführungsvarianten Vor dem eigentlichem Code Nach dem eigentlichem Code Um den eigentlichen Code herum Anstatt dem eigentlichem Code Einführung in AOP 13 Semantik Introduction beeinflusst die Elemente einer Klasse sowie die Beziehungen zwischen Klassen ermöglicht das Hinzufügen von neuen Elementen in eine Klasse Vatenklassen / Interfaces Methoden Attribute Konstruktoren Compilerwarnungen und fehler können an einen Pointcut gebunden werden Einführung in AOP 14

8 Semantik Aspect kapselt die verteilte Funktionalität enthält Pointcuts, Advices und Introductions Verhält sich ähnlich wie eine Klasse Kann abgeleitet werden Kann abstract definiert werden Einführung in AOP 15 Agenda Kernproblem der Objekt Orientierung Aspekt Orientierte Programmierung AspectJ Syntax AOP Beispiel anhand von AspectJ Fazit Einführung in AOP 16

9 AspectJ Erweiterung von Java, entwickelt in Java Jeder valide Java-Code ist valider AspectJ-Code AspectJ Programme laufen auf Standard JVM s Open Source IDE Integration eclipse, forte, jbuilder, emacs, Vordefinierte Tasks für Ant Einführung in AOP 17 Syntax - Pointcut [Modifiers] pointcut Id ( Param ) : Designators ; private pointcut p1() : call(void Point.set*(..)) ; pointcut p2(int i) : call(void Point.set*(int) && args(i) ; abstract [Modifiers] pointcut Id ( Param ) ; public abstract pointcut ap1() ; abstract pointcut ap2(point p) ; Einführung in AOP 18

10 Syntax - Pointcut Designators execution(void Point.setX(int)) call(void Point.setX(int)) handler(arrayoutofboundsexception) this(sometype) target(sometype) within(myclass) Triggert, es werden wenn nur Join eine Exception Points Methode der ausgeführt Klasse Handler myclass ausgeführt wird wird akzeptiert Einführung in AOP 19 Syntax - Pointcut Wildcards call(* getx()) call(public * Point.*(..)) call(void Line.set*(int)) call(* *(..)) call(*.new(int, int)) handler(fileexception) alle Methoden Setter öffentlichen der in Klasse Methoden der gesamten Line mit der keinen Klasse Applikation Point Rückgabewert und einem Parameter vom Typ int Einführung in AOP 20

11 Syntax - Pointcut Logische Operationen UND && ODER NICHT! Klammern () call(void Point.setX(int)) call(void Point.setY(int)) call(* *(..)) &&!call(* Line.*(..)) Einführung in AOP 21 Syntax - Advice AdviceType : Pointcut { Body } before ( Param ) after ( Param ) after ( Param ) returning [ ( Param) ] after ( Param ) throwing [ ( Param) ] Type around ( Param ) [ throws TypeList ] before () : p1() { } after (int i) : call(int Point.addX(int)) && args(i) { if(i == 0) } Einführung in AOP 22

12 Syntax - Introduction declare parents: Point implements Runnable; public void Point.run() {... } declare error: int Point.getZ(..): Point erlaubt nur 2 Dimensionen! ; declare warning: String Point.getName(..): getname() noch nicht implementiert! ; Einführung in AOP 23 Syntax - Aspect [Modifiers ] aspect Id [extends Type] [implements TypeList] { Body } aspect A { } aspect A extends B { } aspect A implements B { } Einführung in AOP 24

13 Syntax - Besondere Schlüsselwörter proceed ( Arguments ) führt beim around Advice die ursprüngliche Methode aus thisjoinpoint Relative Informationen zum Join Point textuelle Darstellung Argumente Sourcecode Position Einführung in AOP 25 Agenda Kernproblem der Objekt Orientierung Aspekt Orientierte Programmierung AspectJ AOP Beispiel anhand von AspectJ Fazit Einführung in AOP 26

14 Beispiel - Logging aspect SimpleSetterLogging{ pointcut logsetter(int i) : args(i) && (call(* Point.set*(..)) call(* Line.set*(..))); } before(int i) : logsetter(i){ System.out.println(thisJoinPoint + [ + i + ] ); } Einführung in AOP 27 Beispiel Logging Output D:\test> java SetterSample call(void Point.setX(int))[10] call(void Point.setY(int))[30] call(void Point.setX(int))[240] call(void Point.setY(int))[120] call(void Line.setAx(int))[25] call(void Line.setBy(int))[70] Einführung in AOP 28

15 Agenda Kernproblem der Objekt Orientierung Aspekt Orientierte Programmierung AspectJ AOP Beispiel anhand von AspectJ Fazit Einführung in AOP 29 Fazit AOP ist noch in der Entwicklung Standards bilden sich Modularisierung von cross cutting concerns Codereduzierung Aspekte sind leicht wiederverwendbar und wartbar es gibt noch wenig Erfahrungen mit AOP Einführung in AOP 30

16 Fragen? Einführung in AOP 31 Vielen Dank Einführung in AOP 32

17 Quellen Aspect-Oriented software development zentrale Anlaufstelle mit zahlreichen Links AspectJ Homepage von AspectJ Einführung in AOP 33

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