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基于反射机制的AOP程序演化方法研究

张立军  
【摘要】:随着用户需求的变化以及软件运行环境的变化,软件系统需要不断的演化(evolution),以适应这种新的需求和变化。如何实现软件演化是软件工程领域的一个研究热点。面向方面的程序设计(AOP, Aspect-Oriented Programming)方法把软件系统的功能和非功能需求、平台特性等诸多不同的关注点相互独立,实现了更好的模块化。同时,它把横切关注点(在AOP语言中,使用Aspect定义)织入(weaving)到基础程序(base program实现系统的功能、不包含Aspect的程序)的实现机制也为软件演化提供了一种新的途径。 现阶段,国外的一些系统中已经使用了AOP,而在国内,面向方面的程序设计研究才刚起步。在实际的研究中,我们遇到的最典型的两个问题就是结构冲突问题和行为冲突问题。结构冲突问题也称为“脆弱的切入点问题”(fragile pointcut problem)。该问题主要表现为现在Aspect中使用的连接点模型对于基础程序的演化不够健壮。因为Aspect中切入点的定义紧紧地依赖于基础程序的物理结构信息,如果基础程序的结构发生了变化,可能会产生以下两个方面的问题:无意识的连接点匹配和意外的连接点丢失,这两个问题统称为连接点错配问题(join point mismatches)。行为冲突问题主要表现为原本能够正确运行的程序,织入Aspect后,不能正确运行;或者是多个Aspect织入到同一个连结点,织入的先后顺序可能导致Aspect间发生冲突;或者两个Aspect之间是一种互斥的关系,不能同时织入到同一个基础程序。 对于上面出现的两个问题,我们希望以反射体系结构为基础,通过自动程序变换,在不修改Aspect定义的前提下,解决连结点错配问题;同时从软件演化的角度出发,注重方法的有效性和实用性,为基于契约式设计的行为冲突解决方法提供相应的支撑工具。


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