[原创] Enterprise Library深入解析与灵活应用（6）：自己动手创建迷你版AOP框架

基于Enterprise Library PIAB的AOP框架已经在公司项目开发中得到广泛的使用，但是最近同事维护一个老的项目，使用到了Enterprise Library 2，所以PIAB是在Enterprise Library 3.0中推出的，所以不同直接使用。为了解决这个问题，我写了一个通过方法劫持（Method Interception）的原理，写了一个简易版的AOP框架。（如果对PIAB不是很了解的读者，可以参阅我的文章MS Enterprise Library Policy Injection Application Block 深入解析[总结篇]）。 Souce Code下载：http://files.cnblogs.com/artech/Artech.SimpleAopFramework.zip

一、如何使用？

编程方式和PIAB基本上是一样的，根据具体的需求创建相应的CallHandler，通过Custom Attribute的形式将CallHandler应用到类型或者方法上面。下面就是一个简单例子。

Code
<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />-->usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Data.Common;
usingSystem.Data.SqlClient;
usingArtech.SimpleAopFramework.Demos;
usingSystem.Configuration;
namespaceArtech.SimpleAopFramework

{
classProgram

{
staticvoidMain(string[]args)

{
stringuserID=Guid.NewGuid().ToString();

InstanceBuilder.Create<UserManager,IUserManager>().CreateDuplicateUsers(userID,Guid.NewGuid().ToString());

Console.WriteLine("IstheuserwhoseIDis\"{0}\"hasbeensuccessfullycreated!{1}",userID,UserUtility.UserExists(userID)?"Yes":"No");

}

}

publicclassUserManager:IUserManager

{

[ExceptionCallHandler(Ordinal=1,MessageTemplate="Encountererror:\nMessage:{Message}")]

[TransactionScopeCallHandler(Ordinal=2)]
publicvoidCreateDuplicateUsers(stringuserID,stringuserName)

{

UserUtility.CreateUser(userID,userName);

UserUtility.CreateUser(userID,userName);

}

}

publicinterfaceIUserManager

{
voidCreateDuplicateUsers(stringuserID,stringuserName);

}

}

在上面例子中，我创建了两个CallHandler：TransactionScopeCallHandler和ExceptionCallHandler，用于进行事务和异常的处理。也就是说，我们不需要手工地进行事务的Open、Commit和Rollback的操作，也不需要通过try/catch block进行手工的异常处理。为了验证正确性，我模拟了这样的场景：数据库中有一个用户表（Users）用于存储用户帐户，每个帐户具有唯一ID，现在我通过UserManager的CreateDuplicateUsers方法插入两个具有相同ID的记录，毫无疑问，如果没有事务的处理，第一次用户添加将会成功，第二次将会失败。反之如果我们添加的TransactionScopeCallHandler能够起作用，两次操作将在同一个事务中进行，重复的记录添加将会导致怎过事务的回退。

在ExceptionCallHandler中,会对抛出的SqlException进行处理，在这我们仅仅是打印出异常相关的信息。至于具有要输出那些信息，可以通过ExceptionCallHandlerAttribute的MessageTemplate 属性定义一个输出的模板。

运行程序，我们会得到这样的结果，充分证明了事务的存在，错误信息也按照我们希望的模板进行输出。

二、设计概要

同PIAB的实现原理一样，我通过自定义RealProxy实现对CallHandler的执性，从而达到方法调用劫持的目的（底层具体的实现，可以参阅我的文章Policy Injection Application Block 设计和实现原理）。下面的UML列出了整个框架设计的所有类型。

• ICallHandler：所有CallHandler必须实现的接口。
• CallHandlerBase：实现了ICallHandler的一个抽象类，是自定义CallHandler的基类。
• HandlerAttribute：所有的CallHandler通过相应的HandlerAttribute被应用到所需的目标对象上。HandlerAttribute是一个继承自Attribute的抽象类，是自定义HandlerAttribute的基类。
• CallHandlerPipeline：由于同一个目标方法上面可以同时应用多个CallHandler，在运行时，他们被串成一个有序的管道，依次执行。
• InterceptingRealProxy<T>:继承自RealProxy，CallHandlerPipeline最终在Invoke方法中执行，从而实现了“方法调用劫持”。
• InvocationContext：表示当前方法执行的上下文，Request和Reply成员表示方法的调用和返回消息。
• InstanceBuidler：由于我们需根据InterceptingRealProxy<T>对象创建TransparentProxy，并通过TransparentProxy进行方法的调用，CallHandler才能在RealProxy中被执行。InstanceBuilder用于方便的创建TransparentProxy对象。

三、具体实现

现在我们来详细分析实现的细节。下来看看表示方法调用上下文的InvocationContext的定义。

1、InvocationContext

Code
<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />-->usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Runtime.Remoting.Messaging;

namespaceArtech.SimpleAopFramework
{
///<summary>
///InvocationContextrepresentsthecontextofamethodinvocation.
///</summary>
publicclassInvocationContext
{
///<summary>
///A<seecref="IMethodCallMessage"/>objectrepresentsthemethodcall.
///</summary>
publicIMethodCallMessageRequest
{get;set;}

///<summary>
///A<seecref="ReturnMessage"/>objectrepresentsthereturnofthemethodcall.
///</summary>
publicReturnMessageReply
{get;set;}

///<summary>
///A<seecref="IDictionary<object,object>"/>objectusedtosetextracontextualinformation.
///</summary>
publicIDictionary<object,object>Properties
{get;set;}
}
}

Request和Reply本质上都是一个System.Runtime.Remoting.Messaging.IMessage对象。Request是IMethodCallMessage 对象，表示方法调用的消息，Reply则是ReturnMessage对象，具有可以包含具体的返回值，也可以包含抛出的异常。Properties可以供我们自由地设置一些自定义的上下文。

2、ICallHandler、CallHandlerBase和HandlerAttribute

ICallHandler包含四个成员，PreInvoke和PostInvoke在执行目标方法前后被先后调用，自定义CallHandler可以根据自己的具体需求实现这个两个方法。PreInvoke返回值可以通过PostInvoke的correlationState获得。Ordinal表明CallHandler在CallHandler管道的位置，他决定了应用于同一个目标方法上的多个CallHandler的执行顺序。ReturnIfError表示CallHandler在抛出异常时是否直接退出。

Code
<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />-->namespaceArtech.SimpleAopFramework
{
///<summary>
///Allofthecustomcallhandlermustdireclyorindirectlyimpplementthisinterface.
///</summary>
publicinterfaceICallHandler
{
///<summary>
///Thismethodwillbeinjectedintotheinvocationstackpriortoinvoketargetmethod.
///</summary>
///<paramname="context">A<seecref="InvocationContext"/>objectindicatingthecurrentmethodinvocationcontext.</param>
///<returns>TheuserstatewhichcanbepickedupinthePostInvokemethod.</returns>
objectPreInvoke(InvocationContextcontext);

///<summary>
///Thismethodwillbeinjectedintotheinvocationstackaftertargetmethodisinvoked.
///</summary>
///<paramname="context">A<seecref="InvocationContext"/>objectindicatingthecurrentmethodinvocationcontext.</param>
///<paramname="correlationState">TheuserstatereturnedfromthePreinvokemethod.</param>
voidPostInvoke(InvocationContextcontext,objectcorrelationState);

///<summary>
///A<seecref="int"/>valueindicatingthepositionwherethecallhandlerisplacedinthepipeline.
///</summary>
intOrdinal
{get;set;}

///<summary>
///A<seecref="bool"/>valueindicatingwhethertodirectlyreturnifencounteringerror.
///</summary>
boolReturnIfError
{get;set;}
}
}

CallHandler的抽象基类CallHandlerBase仅仅是对ICallHandler的简单实现。

Code
<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />-->namespaceArtech.SimpleAopFramework
{
///<summary>
///Thebaseclassofallcustomcallhandler.
///</summary>
publicabstractclassCallHandlerBase:ICallHandler
{
#regionICallHandlerMembers

///<summary>
///Themethodwillbeinjectedintotheinvocationstackpriortoexecutethetargetmethod.
///</summary>
///<paramname="context">A<seecref="InvocationContext"/>objectpresentingthecurrentmethodinvocationcontext.</param>
///<returns>AstateobjectwhichcanbepickupbyPostInvokemethod.</returns>
publicabstractobjectPreInvoke(InvocationContextcontext);

///<summary>e
///Themethodwillbeinjectedintotheinvicationstackafterthetargetmethodisinvoked.
///</summary>
///<paramname="context">A<seecref="InvocationContext"/>objectpresentingthecurrentmethodinvocationcontext.</param>
///<paramname="correlationState">AsateobjectreturnedfromPreInvokemethod.</param>
publicabstractvoidPostInvoke(InvocationContextcontext,objectcorrelationState);

///<summary>
///A<seecref="int"/>valueindicatingthepositionwherethecallhandlerisplacedinthepipeline.
///</summary>
publicintOrdinal
{get;set;}

///<summary>
///A<seecref="bool"/>valueindicatingwhethertodirectlyreturnifencounteringerror.
///</summary>
publicboolReturnIfError
{get;set;}
#endregion
}
}

HandlerAttribute中定义了CreateCallHandler方法创建相应的CallHandler对象，Ordinal和ReturnIfError同上。

Code
<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />-->usingSystem;
namespaceArtech.SimpleAopFramework
{
///<summary>
///Thebaseclassofcustomcallhandlerattribute.
///</summary>
publicabstractclassHandlerAttribute:Attribute
{
///<summary>
///Allofthesubclassmustimplementthismethodtocreate<seecref="ICallHandler"/>object.
///</summary>
///<returns>Thecreated<seecref="ICallHandler"/>object</returns>
publicabstractICallHandlerCreateCallHandler();

///<summary>
///A<seecref="int"/>valueindicatingthepositionwherethecallhandlerisplacedinthepipeline.
///</summary>
publicintOrdinal
{get;set;}

///<summary>
///A<seecref="bool"/>valueindicatingwhethertodirectlyreturnifencounteringanerror.
///</summary>
publicboolReturnIfError
{get;set;}
}
}

3、CallHandlerPipeline

CallHandlerPipeline是CallHandler的有序集合，我们通过一个IList<ICallHandler> 对象和代码最终目标对象的创建CallHandlerPipeline。CallHandlerPipeline的核心方法是Invoke。在Invoke方法中按照CallHandler在管道中的次序先执行PreInvoke方法，然后通过反射执行目标对象的相应方法，最后逐个执行CallHandler的PostInvoke方法。

Code
<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />-->usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Linq;
usingSystem.Runtime.Remoting.Messaging;

namespaceArtech.SimpleAopFramework
{
publicclassCallHandlerPipeline
{
privateobject_target;
privateIList<ICallHandler>_callHandlers;

publicCallHandlerPipeline(objecttarget)
:this(newList<ICallHandler>(),target)
{}

publicCallHandlerPipeline(IList<ICallHandler>callHandlers,objecttarget)
{
if(target==null)
{
thrownewArgumentNullException("target");
}

if(callHandlers==null)
{
thrownewArgumentNullException("callHandlers");
}

this._target=target;
this._callHandlers=callHandlers;
}

///<summary>
///Invokethecallhandlerandthetargetinstaneonebyone.
///</summary>
///<paramname="context"></param>
publicvoidInvoke(InvocationContextcontext)
{
Stack<object>correlationStates=newStack<object>();
Stack<ICallHandler>callHandlerStack=newStack<ICallHandler>();

//Preinvoke.
foreach(ICallHandlercallHandlerinthis._callHandlers)
{
correlationStates.Push(callHandler.PreInvoke(context));
if(context.Reply!=null&&context.Reply.Exception!=null&&callHandler.ReturnIfError)
{
context.Reply=newReturnMessage(context.Reply.Exception,context.Request);
return;
}
callHandlerStack.Push(callHandler);
}

//InvokeTargetObject.
object[]copiedArgs=Array.CreateInstance(typeof(object),context.Request.Args.Length)asobject[];
context.Request.Args.CopyTo(copiedArgs,0);
try
{
objectreturnValue=context.Request.MethodBase.Invoke(this._target,copiedArgs);
context.Reply=newReturnMessage(returnValue,copiedArgs,copiedArgs.Length,context.Request.LogicalCallContext,context.Request);
}
catch(Exceptionex)
{
context.Reply=newReturnMessage(ex,context.Request);
}

//PostInvoke.
while(callHandlerStack.Count>0)
{
ICallHandlercallHandler=callHandlerStack.Pop();
objectcorrelationState=correlationStates.Pop();
callHandler.PostInvoke(context,correlationState);
}
}

///<summary>
///SortallofthecallhandlerbasedonOrderinal.
///</summary>
publicvoidSort()
{
ICallHandler[]callHandlers=this._callHandlers.ToArray<ICallHandler>();
ICallHandlerswaper=null;
for(inti=0;i<callHandlers.Length-1;i++)
{
for(intj=i+1;j<callHandlers.Length;j++)
{
if(callHandlers[i].Ordinal>callHandlers[j].Ordinal)
{
swaper=callHandlers[i];
callHandlers[i]=callHandlers[j];
callHandlers[j]=swaper;
}
}
}

this._callHandlers=callHandlers.ToList<ICallHandler>();
}

///<summary>
///Comineanew<seecref="CallHandlerPipeline"/>object.
///</summary>
///<paramname="pipeline">The<seecref="CallHandlerPipeline"/>objecttocombine.</param>
publicvoidCombine(CallHandlerPipelinepipeline)
{
if(pipeline==null)
{
thrownewArgumentNullException("pipeline");
}

foreach(ICallHandlercallHandlerinpipeline._callHandlers)
{
this.Add(callHandler);
}
}

///<summary>
///Combineanew<seecref="IList<ICallHandler>"/>object.
///</summary>
///<paramname="callHandlers">The<seecref="IList<ICallHandler>"/>objecttocombine.</param>
publicvoidCombine(IList<ICallHandler>callHandlers)
{
if(callHandlers==null)
{
thrownewArgumentNullException("callHandlers");
}

foreach(ICallHandlercallHandlerincallHandlers)
{
this.Add(callHandler);
}
}

///<summary>
///Addanew<seecref="ICallHandler"/>objecttothecallhandlerpipeline.
///</summary>
///<paramname="callHandler">The<seecref="ICallHandler"/>objecttoadd.</param>
///<returns>The<seecref="ICallHandler"/>objecttoadd.</returns>
publicICallHandlerAdd(ICallHandlercallHandler)
{
if(callHandler==null)
{
thrownewArgumentNullException("callHandler");
}

this._callHandlers.Add(callHandler);
returncallHandler;
}
}
}

4、InterceptionRealProxy<T>

InterceptingRealProxy<T>是现在AOP的关键所在，我们通过一个IDictionary<MemberInfo, CallHandlerPipeline>和目标对象创建InterceptingRealProxy对象。在Invoke方法中，根据方法表示方法调用的IMethodCallMessage对象的MethodBase为key，从CallHandlerPipeline字典中获得基于当前方法的CallHandlerPipeline，并调用它的Invoke方法，InvocationContext的Reply即为最终的返回。

Code
<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />-->usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Runtime.Remoting.Proxies;
usingSystem.Runtime.Remoting.Messaging;
usingSystem.Reflection;
namespaceArtech.SimpleAopFramework
{
///<summary>
///TheInterceptingRealProxyisacustom<seecref="RealProxy"/>usedtoperformmethodinterception.
///</summary>
///<typeparamname="T">Thetyperepresentingthedeclarationtypeofthetransparentproxy.</typeparam>
publicclassInterceptingRealProxy<T>:RealProxy
{
privateIDictionary<MemberInfo,CallHandlerPipeline>_callHandlerPipelines;

publicInterceptingRealProxy(objecttarget,IDictionary<MemberInfo,CallHandlerPipeline>callHandlerPipelines)
:base(typeof(T))
{
if(callHandlerPipelines==null)
{
thrownewArgumentNullException("callHandlerPipelines");
}

this._callHandlerPipelines=callHandlerPipelines;
}

///<summary>
///Themethodinvocaitonisinterceptedandalloftherelatedcallhandlersisinvoked.
///</summary>
///<paramname="msg">A<seecref="IMessage"/>representingmethodcall.</param>
///<returns>A<seecref="IMessage"/>representigthereturnofmethodinvocation.</returns>
publicoverrideIMessageInvoke(IMessagemsg)
{
InvocationContextcontext=newInvocationContext();
context.Request=(IMethodCallMessage)msg;
this._callHandlerPipelines[context.Request.MethodBase].Invoke(context);
returncontext.Reply;
}
}
}

5、InstanceBuidler

同PIAB通过PolicyInjection.Create（）/Wrap（）创建Transparent Proxy类型，InstanceBuidler也充当这样的工厂功能。InstanceBuidler的实现原理就是：通过反射获得目标类型上所有的HandlerAttribute，通过调用HandlerAttribute的CreateCallHandler创建相应的CallHandler。对于每个具体的方法，将应用在其类和方法上的所有的CallHandler组合成CallHandlerPipeline，然后以MemberInfo对象为Key将所有基于某个方法的CallHandlerPipeline构成一个CallHandlerPipeline字典。该字典，连同通过反射创建的目标对象，创建InterceptingRealProxy<T>对象。最后返回InterceptingRealProxy<T>对象的TransparentProxy对象。

Code
<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />-->usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Reflection;
namespaceArtech.SimpleAopFramework
{
///<summary>
///InstanceBuidlerisusedtocreatetheobjectwhichcanbeintercepted.
///</summary>
publicclassInstanceBuilder
{
///<summary>
///Createanobjectwhichcanbeintercepted.
///</summary>
///<typeparamname="TObject">Thetypeofthetargetobj

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• 2008-11-27 15:12
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