基于AOP理念的Struts2拦截器的研究与应用

2010-08-18卞世晖李龙澍陈圣兵

电子设计工程 2010年1期

卞世晖，李龙澍，陈圣兵，李浩

（1.安徽大学计算机学院，安徽合肥 230039；2.武汉理工大学计算机学院，湖北武汉430070）

面向对象编程OOP（Object-Oriented Programming）的开发方法是把软件系统看成各种对象的集合，采用抽象、封装、继承和多态的方法维护系统功能。但随着OOP技术应用实践的增多和应用范围的扩大，逐渐暴露出其不足和局限性。比如一个系统中有几十个或几百个数据库查询函数,每个地方都要求记录数据库查询的语句,OOP技术只能为每个函数增加记录日志,却没有更好的办法。而面向方面编程AOP（Aspect-Oriented Programming）技术则通过方法拦截解决,在每个方法调用前后或出现异常时记录日志信息[1]。

AOP是通过分离核心关注点和横切关注点，削弱二者之间的耦合度。利用AOP技术可对相关的横切关注点进行封装，从而保证横切关注点的复用，并根据需要适时增添、撤除、改变横切性关注点，而不影响核心关注点，提高系统的扩展性和灵活性。文中Struts2中的拦截器采用AOP的设计理念，通过定义、配置拦截器，拦截器可以按照“插拔”方式拦截相应的请求，配合业务控制器处理该请求。

1AOP的设计思想

拦截器采用AOP的设计理念，拦截是AOP的一种实现策略。AOP是针对OOP的局限性所提出的一种新的编程思想，是对OOP的补充和完善，它可以有效提高代码复用性，提高开发效率[2]。OOP技术引入封装、继承和多态性等概念建立一种对象层次结构，用以模拟公共行为的一个集合。但OOP不能为分散的对象引入公共行为。也就是OOP允许定义从上到下的关系，但并不适合定义从左到右的关系。例如安全验证、日志等功能往往水平散布在所有对象层次中，而与其所散布到的对象核心功能没有关系。这些散布在各处的代码被称为横切代码,在OOP设计中，它们造成大量代码的重复，不利于各个模块的复用。而AOP则可以减少系统中的重复代码，有效降低各模块间的耦合度，方便以后的维护和操作，它采用一种称为“横切”的技术，剖解开封装的对象内部，将影响多个类的公共行为封装到一个可重用模块，并将其称为“方面”。AOP代表一种横向的关系，在AOP中，将具有公共逻辑的、与其他模块的核心模块纠缠在一起的行为称为“横切关注点”，AOP就是要封装这些横切性关注点，以实现代码的复用性、灵活性和扩展性。

2 拦截器

2.1 拦截的实现原理

拦截器是可在某个方法或字段访问之前进行拦截,然后在之前或之后加入某些操作的一种程序设计思想[3]。AOP通过拦截实现关注点织入，一般要拦截一个方法可采用回调方法或动态代理。由于动态代理比较灵活，所以大多数AOP都采用动态代理实现，代理对象提供一种代理方式控制原对象的访问[4]。JDK开发包提供动态代理支持，开发者可通过实现java.lang.reflect.InvocationHandler接口提供一个执行代理器，然后通过java.lang.reflect.Proxy得到一个代理对象，通过该代理对象执行被代理类（业务逻辑）方法，在被代理类（业务逻辑）方法被调用的同时，执行处理器会被自动调用。

Struts2中的拦截器如图1所示。Struts2的Action被一个或多个拦截器所包围，所有用户请求都会被拦截器所拦截，然后交给Action处理。该调用流程由配置文件实现，当用户请求到达Struts2的 ServletDispacher时，Struts2会查找配置文件，并根据其配置实例化相对应的拦截器对象，然后串成一个列表（list），最后逐个调用列表中的拦截器。

图1 Struts2拦截器

2.2 拦截的意义

通过拦截形成拦截器模块，大大提高系统开发的灵活性和复用性，AOP使用代理方式，将多个拦截器和核心业务逻辑组合在一起，满足用户业务需求，这种机制克服了传统OOP设计思想所带来的各种弊端，结合OOP设计，为项目开发提供较完善的解决思路。

很多公共操作并不是所有Action都要实现的，而拦截器能将这些公共操作进行动态组合，以“插拔”方式应用到Action中[5]。开发者可根据业务需要，分离出日志记录、安全认证、文件上传、国际化等多个拦截器。拦截器的特点就是可插拔性[6]，如图 2所示，拦截器1和拦截器2都是可“插拔”的，用户可以根据自己需要，增加或减少拦截器，或调整拦截器的顺序。当需要某个拦截器时，只需“插入，不需要时“拔出”即可。

图2 拦截器的插拔性

3 拦截器的应用

3.1 拦截器的定义

拦截器的“插拔“实际是通过Struts2框架的配置文件实现的，配置文件中可定义拦截器和拦截器栈，并可在Action中定义所使用的拦截器或拦截器栈（拦截器栈就是由多个拦截器组成的一个拦截器组）。在struts.xml配置文件中，拦截器的定义使用元素实现，其定义格式一般为：。

3.2 拦截器的使用

定义好拦截器或拦截器栈后，可在配置文件中使用该拦截器或拦截器栈来拦截Action，指定的拦截器或拦截器栈会在Action的execute（）方法执行前被执行。在配置文件的Action配置中，使用子元素配置该Action使用的拦截器或拦截器栈。

3.3 拦截器的实际应用

拦截器可应用于用户的权限认证、系统的日志记录等方面，这里以一个银行业务的日志记录为例说明拦截器的应用。银行的每一个业务操作（如转账、存款、汇款等），基本都要进行日志记录。在传统设计中，要在每一个业务操作前后进行相同记录（如经办人、交易时间、交易金额一类），不仅造成代码的臃肿，而且使得这些日志记录与业务操作耦合在一起，不利于系统的维护和升级，灵活性也较差。而采用AOP的设计思想，则可把业务操作的日志记录作为一个“横切关注点”分离出来，分离出来的日志记录模块在Struts2中应用拦截器实现，并不会影响业务模块的实现。需要时只要把该拦截器“插入”到Aicton中即可。首先建立一个日志记录拦截器，其关键代码如下：