Windows Azure и аспектно-ориентированное программирование (АОП)

Цель лекции: Изучение и анализ методов взаимодействия облачных вычислений и аспектно-ориентированного программирования.

Презентацию к данной лекции Вы можете скачать здесь.

14.1. Аспектно-ориентированное программирование (АОП): общие принципы. Система Aspect.NET

Аспектно-ориентированное программирование (АОП) [лекцию 1).

Более полная информация об АОП приведена в [1, 2], а также на сайте аспектно-ориентированной разработки программ aosd.net (см. рис. 14.1).

Нашей группой сотрудников мат-мех. факультета СПбГУ разработана уникальная система АОП для платформы .NET – Aspect.NET, имеющая пользователей в 26 странах мира. В данной лекции рассмотрен пример применения АОП средствами системы Aspect.NET для модификации облачного ASP.NET – приложения. Пример разработан аспирантом мат-меха Нгуен Ван Доаном (Вьетнам), которому автор курса выражает искреннюю благодарность.

14.2. Монография В.О. Сафонова "Using aspect-oriented programming for trustworthy software development"

Автором курса написана монография по АОП на английском языке [1], ставшая классикой в области технологий разработки программ. На рис. 14.2 приведена обложка книги, опубликованная на нашем сайте проекта Aspect.NET (www.aspectdotnet.org). Интересующиеся читатели могут заказать книгу через сайты amazon.com, amazon.de и др.

14.3. Сайт Aspect.NET: Общая информация и ссылки

На рис 14.3), содержащий общую информацию о проекте Aspect.NET и ссылки, которые доступны на нашем сайте.

14.4. Состав группы разработчиков Aspect.NET

Состав нашей группы разработчиков Aspect.NET приведен на рис. 14.3. Система используется в 26 странах. По АОП и системе Aspect.NET защищено три кандидатских диссертации (Д.А. Григорьев – ныне доцент мат-мех. факультета СПбГУ; М.К. Грачев и Р.С. Муханов); готовятся к защите еще несколько диссертаций. Таким образом, проф. В.О. Сафоновым создана на мат-мех. факультета СПбГУ первая в России научная школа по АОП, которая является одной из ведущих в мире. На рис. 14.4a приведены ссылки на работающие примеры аспектов из монографии В.О. Сафонова.

14.5. Принципы применения АОП в Azure. Пример Web-аспекта в системе Aspect.NET

Рассмотрим теперь на примере, каким образом АОП и система Aspect.NET применяется к облачному приложению (ASP.NET Web-сервису). Общий принцип в следующем. Облачное приложение – это ASP.NET Web-сервис. Он содержит .aspx – страницы и их управляющие коды (code-behind). Эти управлющие коды, представляющие собой обработчики типовых событий, связанных со страницей (загрузка страницы и т.д.) могут быть модифицированы. Благодаря системе Aspect.NET, эти модификации выполняются автоматически и систематизировано под управлением аспектов – особых модулей (сборок .NET), содержащих условия внедрения аспекта и действия аспекта. Условие внедрения задает фильтр для поиска в целевом приложении (в данном случае – в управляющем коде страниц) так называемых точек присоединения (join points), каждая из которых представляет собой вызов метода, например, Page_Load(). Система Aspect.NET, осуществив поиск всех потенциальных точек внедрения, затем выполняет собственно внедрение, т.е. вставляет перед, после или вместо каждого такого вызова вызов действия аспекта (статического публичного метода).

Для примера обработаем с помощью аспекта простое опубликованное в облаке приложение. Результат его запуска с помощью браузера изображен на рис. 14.5.

14.6. Вход на страницу демонстрации Web-аспекта

Пример разработан таким образом, что активизация аспекта для внедрения в целевое приложение выполняется при входе (login) на сайт примера.

Войдя на сайт (рис. 14.6), получаем на текущей странице трассировочные сообщения о вызовых методов обработки страницы.

14.7. Вход на страницу демонстрации Web-аспекта с управляющим кодом страницы, модифицированным путем применения аспекта

Теперь выполним аналогичные действия со страницей, управляющий код которой модифицирован с помощью аспекта. Как говорится, почувствуйте разницу! Добавились новые трассировочные сообщения при вызове методов обработки страницы которые были вставлены аспектом (т.е. системой Aspect.NET).

14.8. Пояснения к примеру Web-аспекта: Архитектура аспекта и принципы его применения

На последующих трех рисунках – рис. 14.8, рис. 14.9 и рис. 14.10 – приведены необходимые пояснения к примеру, визуализация которых в примере реализована в виде справки и поддержки (help). Приведены коды управляющих методов страницы и код аспекта, модифицирующего их.

14.9. Резюме

Аспектно-ориентированное программирование и система Aspect.NET успешно применимы для платформы Windows Azure, что показано на содержательном примере. Применение Aspect.NET позволяет гибко управлять функциональностью ASP.NET – страниц, добавляя вызовы необходимых действий (кода) при выполнении типовых действий над страницами.

В настоящее время в группе проекта Aspect.NET под руководством автора курса ведется работа по созданию библиотеки аспектов для облачных вычислений в системе Azure.

Другие возможные важные направление использования АОП и системы Aspect.NET в облачных вычислениях системы Azure, в которых также ведутся исследования в нашей группе:

Ключевые термины

Аспектно-ориентированное программирование (АОП) – новый перспективный подход к разработке и модернизации программ, предназначенный для поддержки сквозной функциональности (cross-cutting concerns) в программах

Aspect.NET – инструмент АОП для платформы .NET, разработанный группой под руководством автора курса.

Краткие итоги

Подсистема Windows Azure

Набор для практики

Вопросы

Упражнения

Темы для курсовых работ, рефератов, эссе