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AOP(面向切面編程)一方面是是開閉原則的良好實踐，你可以在不修改代碼的前提下為項目添加功能；更重要的是，在面向對象以外，他提供你另外一種思路去復用你的瑣碎代碼，并將其和你的業務代碼風格開。

初探AOP

AOP是被Spring發揚光大的一個概念,在Java Web的圈子內可謂無人不曉，但是在PHP圈內其實現甚少，因此很多PHPer對相關概念很陌生。且Swoft文檔直接說了一大堆術語如AOP，切面,切面、通知、連接點、切入點，卻只給了一個關于Aspect（切面）的示例。沒有接觸過AOP的PHPer對于此肯定是一頭霧水的。考慮到這點我們先用一點小篇幅來談談相關知識，熟悉的朋友可以直接往后跳。

基于實踐驅動學習的理念，這里我們先不談概念，先幫官網把示例補全。官方在文檔沒有提供完整的AOP Demo,但我們還是可以在單元測試中找得到的用法。

這里是Aop的其中一個單元測試,這個測試的目的是檢查AopTest->doAop()的返回值是否是：
'do aop around-before2 before2 around-after2 afterReturn2 around-before1 before1 around-after1 afterReturn1 '

//Swoft\Test\Cases\AopTest.php
/**
 *
 *
 * @uses      AopTest
 * @version   2017年12月24日
 * @author    stelin <phpcrazy@126.com>
 * @copyright Copyright 2010-2016 swoft software
 * @license   PHP Version 7.x {@link http://www.php.net/license/3_0.txt}
 */
class AopTest extends TestCase
{
    public function testAllAdvice()
    {
        /* @var \Swoft\Testing\Aop\AopBean $aopBean*/
        $aopBean = App::getBean(AopBean::class);
        $result = $aopBean->doAop();
        //此處是PHPUnit的斷言語法，他判斷AopBean Bean的doAop()方法的返回值是否是符合預期
        $this->assertEquals('do aop around-before2  before2  around-after2  afterReturn2  around-before1  before1  around-after1  afterReturn1 ', $result);
    }

上面的測試使用到了AopBean::class這個Bean。這個bean有一個很簡單的方法doAop()，直接返回一串固定的字符串"do aop";

<?php
//Swoft\Test\Testing\Aop\AopBean.php
/**
 *
 * @Bean()
 * @uses      AopBean
 * @version   2017年12月26日
 * @author    stelin <phpcrazy@126.com>
 * @copyright Copyright 2010-2016 swoft software
 * @license   PHP Version 7.x {@link http://www.php.net/license/3_0.txt}
 */
class AopBean
{
    public function doAop()
    {
        return "do aop";
    }

}

發現問題了沒?單元測試中$aopBean沒有顯式的使用編寫AOP相關代碼,而$aopBean->doAop()的返回值卻被改寫了。
這就是AOP的威力了，他可以以一種完全無感知無侵入的方式去拓展你的功能。但拓展代碼并不完全是AOP的目的，AOP的意義在于分離你的零碎關注點,以一種面向對象外的思路去組織和復用你的各種零散邏輯。

AOP解決的問題是分散在引用各處的橫切關注點。橫切關注點指的是分布于應用中多處的功能，譬如日志，事務和安全。通常來說橫切關注點本身是和業務邏輯相分離的，但按照傳統的編程方式，橫切關注點只能零散的嵌入到各個邏輯代碼中。因此我們引入了AOP，他不僅提供一種集中式的方式去管理這些橫切關注點，而且分離了核心的業務代碼和橫切關注點，橫切關注點的修改不再需要修改核心代碼。

回到官方給的切面實例

<?php
//Swoft\Test\Testing\Aop\AllPointAspect.php
/**
 * the test of aspcet
 *
 * @Aspect()
 * @PointBean(
 *     include={AopBean::class},
 * )(Joinpoint)
 */
class AllPointAspect
{
    //other code....

    /**
     * @Before()
     */
    public function before()
    {
        $this->test .= ' before1 ';
    }

    //other code....
}

上面的AllPointAspect主要使用了3個注解去描述一個切面(Aspect)
@Aspect聲明這是一個切面(Aspect)類，一組被組織起來的橫切關注點。
@Before聲明了一個通知(Advice)方法，即切面要干什么和什么時候執行
@PointBean聲明了一個切點(PointCut)：即切面(Aspect)在何處執行，通知(Advice)能匹配哪些連接點。

關于AOP的更多知識可以閱讀<Spring實戰>

動態代理

代理模式

代理模式(Proxy /Surrogate)是GOF系23種設計模式中的其中一種。其定義為:

為對象提供一個代理，以控制對這個對象的訪問。

其常見實現的序列圖和類圖如下

序列圖.png

類圖.png

RealSubject是真正執行操作的實體
Subject是從RealSubject中抽離出的抽象接口，用于屏蔽具體的實現類
Proxy是代理，實現了Subject接口，一般會持有一個RealSubjecy實例，將Client調用的方法委托給RealSubject真正執行。

通過將真正執行操作的對象委托給實現了Proxy能提供許多功能。
遠程代理(Remote Proxy/Ambassador):為一個不同地址空間的實例提供本地環境的代理，隱藏遠程通信等復雜細節。
保護代理(Protection Proxy)對RealSubject的訪問提供權限控制等額外功能。
虛代理(Virtual Proxy)根據實際需要創建開銷大的對象
智能引用(Smart Reference)可以在訪問對象時添加一些附件操作。

更多可閱讀《設計模式可復用面向對象軟件的基礎》的第四章

動態代理

一般而言我們使用的是靜態代理，即:在編譯期前通過手工或者自動化工具預先生成相關的代理類源碼。
這不僅大大的增加了開發成本和類的數量，而且缺少彈性。因此AOP一般使用的代理類都是在運行期動態生成的，也就是動態代理

Swoft中的AOP

回到Swoft,之所以示例中$aopBean的doAop()能被拓展的原因就是App::getBean(AopBean::class);返回的并不是AopBean的真正實例，而是一個持有AopBean對象的動態代理。
Container->set()方法是App::getBean()底層實際創建bean的方法。

//Swoft\Bean\Container.php
    /**
     * 創建Bean
     *
     * @param string           $name             名稱
     * @param ObjectDefinition $objectDefinition bean定義
     * @return object
     * @throws \ReflectionException
     * @throws \InvalidArgumentException
     */
    private function set(string $name, ObjectDefinition $objectDefinition)
    {
        //低相關code...

        //注意此處，在返回前使用了一個Aop動態代理對象包裝并替換實際對象,所以我們拿到的Bean都是Proxy
        if (!$object instanceof AopInterface) {
            $object = $this->proxyBean($name, $className, $object);//
        }

        //低相關code ....
        return $object;
    }

Container->proxyBean()的主要操作有兩個

調用對Bean的各個方法調用Aop->match();根據切面定義的切點獲取其合適的通知，并注冊到Aop->map中

//Swoft\Aop\Aop.php
    /**
     * Match aop
     *
     * @param string $beanName    Bean name
     * @param string $class       Class name
     * @param string $method      Method name
     * @param array  $annotations The annotations of method
     */
    public function match(string $beanName, string $class, string $method, array $annotations)
    {
        foreach ($this->aspects as $aspectClass => $aspect) {
            if (! isset($aspect['point']) || ! isset($aspect['advice'])) {
                continue;
            }

            //下面的代碼根據各個切面的@PointBean,@PointAnnotation,@PointExecution 進行連接點匹配
            // Include
            $pointBeanInclude = $aspect['point']['bean']['include'] ?? [];
            $pointAnnotationInclude = $aspect['point']['annotation']['include'] ?? [];
            $pointExecutionInclude = $aspect['point']['execution']['include'] ?? [];

            // Exclude
            $pointBeanExclude = $aspect['point']['bean']['exclude'] ?? [];
            $pointAnnotationExclude = $aspect['point']['annotation']['exclude'] ?? [];
            $pointExecutionExclude = $aspect['point']['execution']['exclude'] ?? [];

            $includeMath = $this->matchBeanAndAnnotation([$beanName], $pointBeanInclude) || $this->matchBeanAndAnnotation($annotations, $pointAnnotationInclude) || $this->matchExecution($class, $method, $pointExecutionInclude);

            $excludeMath = $this->matchBeanAndAnnotation([$beanName], $pointBeanExclude) || $this->matchBeanAndAnnotation($annotations, $pointAnnotationExclude) || $this->matchExecution($class, $method, $pointExecutionExclude);

            if ($includeMath && ! $excludeMath) {
                //注冊該方法級別的連接點適配的各個通知
                $this->map[$class][$method][] = $aspect['advice'];
            }
        }
    }

通過Proxy::newProxyInstance(get_class($object),new AopHandler($object))構造一個動態代理

//Swoft\Proxy\Proxy.php
    /**
     * return a proxy instance
     *
     * @param string           $className
     * @param HandlerInterface $handler
     *
     * @return object
     */
    public static function newProxyInstance(string $className, HandlerInterface $handler)
    {
        $reflectionClass   = new \ReflectionClass($className);
        $reflectionMethods = $reflectionClass->getMethods(\ReflectionMethod::IS_PUBLIC | \ReflectionMethod::IS_PROTECTED);

        // the template of methods
        $id             = uniqid();
        $proxyClassName = basename(str_replace("\\", '/', $className));
        $proxyClassName = $proxyClassName . "_" . $id;
        //動態類直接繼承RealSubject
        $template
            = "class $proxyClassName extends $className {
            private \$hanadler;
            public function __construct(\$handler)
            {
                \$this->hanadler = \$handler;
            }
        ";
        // the template of methods
        //proxy類會重寫所有非static非構造器函數，將實現改為調用給$handler的invoke()函數
        $template .= self::getMethodsTemplate($reflectionMethods);
        $template .= "}";
        //通過動態生成的源碼構造一個動態代理類，并通過反射獲取動態代理的實例
        eval($template);
        $newRc = new \ReflectionClass($proxyClassName);

        return $newRc->newInstance($handler);
    }

構造動態代理需要一個Swoft\Proxy\Handler\HandlerInterface實例作為$handler參數,AOP動態代理使用的是AopHandler，其invoke()底層的關鍵操作為Aop->doAdvice()

//Swoft\Aop\Aop.php
    /**
     * @param object $target  Origin object
     * @param string $method  The execution method
     * @param array  $params  The parameters of execution method
     * @param array  $advices The advices of this object method
     * @return mixed
     * @throws \ReflectionException|Throwable
     */
    public function doAdvice($target, string $method, array $params, array $advices)
    {
        $result = null;
        $advice = array_shift($advices);

        try {

            // Around通知條用
            if (isset($advice['around']) && ! empty($advice['around'])) {
                $result = $this->doPoint($advice['around'], $target, $method, $params, $advice, $advices);
            } else {
                // Before
                if ($advice['before'] && ! empty($advice['before'])) {
                    // The result of before point will not effect origin object method
                    $this->doPoint($advice['before'], $target, $method, $params, $advice, $advices);
                }
                if (0 === \count($advices)) {
                     //委托請求給Realsuject
                    $result = $target->$method(...$params);
                } else {
                    //調用后續切面
                    $this->doAdvice($target, $method, $params, $advices);
                }
            }

            // After
            if (isset($advice['after']) && ! empty($advice['after'])) {
                $this->doPoint($advice['after'], $target, $method, $params, $advice, $advices, $result);
            }
        } catch (Throwable $t) {
            if (isset($advice['afterThrowing']) && ! empty($advice['afterThrowing'])) {
                return $this->doPoint($advice['afterThrowing'], $target, $method, $params, $advice, $advices, null, $t);
            } else {
                throw $t;
            }
        }

        // afterReturning
        if (isset($advice['afterReturning']) && ! empty($advice['afterReturning'])) {
            return $this->doPoint($advice['afterReturning'], $target, $method, $params, $advice, $advices, $result);
        }

        return $result;
    }

通知的執行(Aop->doPoint())也很簡單，構造ProceedingJoinPoint,JoinPoint,Throwable對象，并根據通知的參數聲明注入。

//Swoft\Aop\Aop.php
    /**
     * Do pointcut
     *
     * @param array  $pointAdvice the pointcut advice
     * @param object $target      Origin object
     * @param string $method      The execution method
     * @param array  $args        The parameters of execution method
     * @param array  $advice      the advice of pointcut
     * @param array  $advices     The advices of this object method
     * @param mixed  $return
     * @param Throwable $catch    The  Throwable object caught
     * @return mixed
     * @throws \ReflectionException
     */
    private function doPoint(
        array $pointAdvice,
        $target,
        string $method,
        array $args,
        array $advice,
        array $advices,
        $return = null,
        Throwable $catch = null
    ) {
        list($aspectClass, $aspectMethod) = $pointAdvice;

        $reflectionClass = new \ReflectionClass($aspectClass);
        $reflectionMethod = $reflectionClass->getMethod($aspectMethod);
        $reflectionParameters = $reflectionMethod->getParameters();

        // Bind the param of method
        $aspectArgs = [];
        foreach ($reflectionParameters as $reflectionParameter) {
            //用反射獲取參數類型，如果是JoinPoint,ProceedingJoinPoint,或特定Throwable，則注入，否則直接傳null
            $parameterType = $reflectionParameter->getType();
            if ($parameterType === null) {
                $aspectArgs[] = null;
                continue;
            }

            // JoinPoint object
            $type = $parameterType->__toString();
            if ($type === JoinPoint::class) {
                $aspectArgs[] = new JoinPoint($target, $method, $args, $return, $catch);
                continue;
            }

            // ProceedingJoinPoint object
            if ($type === ProceedingJoinPoint::class) {
                $aspectArgs[] = new ProceedingJoinPoint($target, $method, $args, $advice, $advices);
                continue;
            }
            
            //Throwable object
            if (isset($catch) && $catch instanceof $type) {
                $aspectArgs[] = $catch;
                continue;
            }
            $aspectArgs[] = null;
        }

        $aspect = \bean($aspectClass);

        return $aspect->$aspectMethod(...$aspectArgs);
    }

以上就是AOP的整體實現原理了。

Swoft源碼剖析系列目錄：http://www.lxweimin.com/p/2f679e0b4d58

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