体验Java 1.5中面向(AOP)编程[组图](3)
重构源代码
现在我的消息都被编码放入元数据中了,我必须编写一些代码来通知状态监听程序。假设在某个时候,我继续把connectToDB方法保存源代码控件中,但是却没有对StatusManager的任何引用。但是,在编译这个类之前,我希望加入一些必要的调用。也就是说,我希望自动地插入try-finally语句和push/pop调用。
XDoclet框架组件是一种Java源代码生成引擎,它使用了类似上述的注解,但是把它们存储在Java源代码的注释(comment)中。XDoclet生成整个Java类、配置文件或其它建立的部分的时候非常完美,但是它不支持对已有Java类的修改,而这限制了重构的有效性。作为代替,我可以使用分析工具(例如JavaCC或ANTLR,它提供了分析Java源代码的语法基础),但是这需要花费大量精力。
看起来没有什么可以用于Java代码的源代码重构的很好的工具。这类工具可能有市场,但是你在本文的后面部分可以看到,字节码重构可能是一种更强大的技术。 重构字节码
不是重构源代码然后编译它,而是编译原始的源代码,然后重构它所产生的字节码。这样的操作可能比源代码重构更容易,也可能更加复杂,而这依赖于需要的准确转换。字节码重构的主要优点是代码可以在运行时被修改,不需要使用编译器。
尽管Java的字节码格式相对简单,我还是希望使用一个Java类库来执行字节码的分析和生成(这可以把我们与未来Java类文件格式的改变隔离开来)。我选择了使用Jakarta的Byte Code Engineering Library(字节码引擎类库,BCEL),但是我还可以选用CGLIB、ASM或SERP。
由于我将使用多种不同的方式重构字节码,我将从声明重构的通用接口开始。它类似于执行基于注解重构的简单框架组件。这个框架组件基于注解,将支持类和方法的转换,因此该接口有类似下面的定义:
public interface Instrumentor
{
public void instrumentClass (ClassGen classGen,Annotation a);
public void instrumentMethod (ClassGen classGen,MethodGen methodGen,Annotation a);
}
ClassGen和MethodGen都是BCEL类,它们使用了Builder模式(pattern)。也就是说,它们为改变其它不可变的(immutable)对象、以及可变的和不可变的表现(representation)之间的转换提供了方法。
现在我需要为接口编写实现,它必须用恰当的StatusManager调用更换@Status注解。前面提到,我希望把这些调用包含在try-finally代码块中。请注意,要达到这个目标,我们所使用的注解必须用@Retention(RetentionPolicy.CLASS)进行标记,它指示Java编译器在编译过程中不要抛弃注解。由于在前面我把@Status声明为@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)的,我必须更新它。
在这种情况下,重构字节码明显比重构源代码更复杂。其原因在于try-finally是一种仅仅存在于源代码中的概念。Java编译器把try-finally代码块转换为一系列的try-catch代码块,并在每一个返回之前插入对finally代码块的调用。因此,为了把try-finally代码块添加到已有的字节码中,我也必须执行类似的事务。
下面是表现一个普通方法调用的字节码,它被StatusManager更新环绕着:
0: ldc #2; //字符串消息
2: invokestatic #3; //方法StatusManager.push:(LString;)V
5: invokestatic #4; //方法 doSomething:()V
8: invokestatic #5; //方法 StatusManager.pop:()V
11: return
下面是相同的方法调用,但是位于try-finally代码块中,因此,如果它产生了异常会调用StatusManager.pop():
0: ldc #2; //字符串消息
2: invokestatic #3; //方法 StatusManager.push:(LString;)V
5: invokestatic #4; //方法 doSomething:()V
8: invokestatic #5; //方法 StatusManager.pop:()V
11: goto 20
14: astore_0
15: invokestatic #5; //方法 StatusManager.pop:()V
18: aload_0
19: athrow
20: return
Exception table:
from to target type
5 8 14 any
14 15 14 any
你可以发现,为了实现一个try-finally,我必须复制一些指令,并添加了几个跳转和异常表记录。幸运的是,BCEL的InstructionList类使这种工作相当简单。
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