映像和元对象协议实现AOP的研究

论文摘要

关注点的分离原则是软件工程的基本原则。传统的编程技术在实现非功能性关注点的分离方面遇到了困难。为了克服这个困难,人们提出了面向方面的编程思想(AOP)。AOP的出现并不是对传统编程技术的否定,而是在其基础上的扩展。AOP的主要目标是实现非功能性关注点的局部化和方面(aspect)代码的自动“横切”,它的思想来源于对动态映像式面向对象语言和元对象协议(MOP)的研究。AOP有多种实现机制,适应性编程、组合过滤器模型以及映像和元对象协议都从不同的方面实现了AOP。本文致力于映像和元对象协议对AOP实现机制的研究。映像式元程序设计的层次化结构模型将系统分为元层和基本层,分别对非功能性关注点和核心功能关注点进行封装。这种分层的体系结构体现了关注点的分离原则,实现了非功能性关注点的局部化。此外,元对象协议定义了元层和基本层之间的通信接口,并定义了元层内部不同方面元对象的相互协作模式。元对象通过元对象协议对基对象进行透明管理的过程,实际上就是方面代码自动“横切”的过程。采用映像和元对象协议为AOP的实现定制解决方案,并将该方案应用于实际系统建模过程,是本文努力解决的问题,也是本文的创新所在。本文通过对映像式元程序设计以及MOP的分析研究,提出了基于映像的AOP解决方案,并将该方案应用于学生课程注册管理系统(CRMS)的体系架构设计过程中。在此基础上,本文还详细讲述了CRMS中关注点分离和重新组合的策略及实现过程,在面向方面编程方面进行了有效的尝试。第五章详细分析了该方案的优点和不足之处,指出课题未来的研究方向。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景与意义
• 1.2 课题内容及创新点
• 1.3 本文结构
• 第二章 文献综述
• 2.1 向方面的思想
• 2.1.1 AOP 是 OOP 的延续
• 2.1.2 横切关注点
• 2.1.3 关注点分离原则
• 2.2 AOP 的实现机制
• 2.2.1 适应性编程
• 2.2.2 组合过滤器模型
• 2.2.3 映像和元对象协议
• 第三章 映像和元对象协议
• 3.1 映像式系统体系架构
• 3.1.1 映像
• 3.1.2 元层和基本层
• 3.1.3 元对象协议（MOP）
• 3.1.4 元对象协作模式
• 3.2 元对象的动态组合策略
• 3.2.1 基于包装（wrapping）策略的MOP
• 3.2.2 独立动态组合
• 3.2.3 非独立动态组合
• 第四章 映像和元对象协议实现AOP
• 4.1 基于映像的 AOP 解决方案
• 4.2 课程注册管理系统（CRMS）分析
• 4.3 CRMS 中的关注点的分离策略
• 4.3.1 Metaclass Talk MOP
• 4.3.2 CRMS 的 AOP 架构
• 4.4 CRMS 中关注点的组合策略
• 4.4.1 CRMS 中的元对象协作
• 4.4.2 CRMS 中的方面织入过程
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢