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。