Emit 實戰教學 (二)：AOP 框架核心介面與屬性設計——切面契約、上下文物件與聲明式標記

系列第二部分，定義 AOP 框架的三大切面介面、方法執行上下文物件、聲明式切面屬性，奠定動態代理生成與配置驅動的型別安全基礎。

三大切面介面契約

// 1. 前置處理：方法執行前攔截
public interface IPreProcess
{
    // 回傳 true 繼續執行原方法，false 短路直接返回
    bool PreProcess(MethodContext methodContext);
}

// 2. 後置處理：方法正常執行後攔截
public interface IPostProcess
{
    void PostProcess(MethodContext methodContext);
}

// 3. 例外處理：方法拋出例外時攔截
public interface IExceptionHandler
{
    void ProcessException(MethodContext methodContext, Exception exception);
}

介面設計理由

MethodContext：方法執行時的完整上下文

public class MethodContext : MarshalByRefObject  // 支援跨 AppDomain/遠端
{
    private MethodInfo _methodInfo;
    public MethodInfo MethodInfo 
    { 
        get => _methodInfo; 
        set => _methodInfo = value; 
    }

    private object[] _arguments;
    public object[] Arguments 
    { 
        get => _arguments; 
        set => _arguments = value; 
    }

    private object _result;
    public object Result 
    { 
        get => _result; 
        set => _result = value; 
    }

    public MethodContext() { }
    
    public MethodContext(MethodInfo methodInfo, object[] parameters)
    {
        _methodInfo = methodInfo;
        _arguments = parameters;
    }
}

屬性設計考量

• MethodInfo：提供方法完整中繼資料 (名稱、參數、回傳型別、屬性等)
• Arguments：實際呼叫參數陣列，支援切面檢查/修改參數值
• Result：方法回傳值 (PostProcess 階段已填入)，支援結果攔截/修改
• MarshalByRefObject：確保跨應用程式域/遠端呼叫時上下文正確傳遞

聲明式切面屬性：AspectAttribute

切面類型列舉 (支援位元組合)

[Flags]
public enum AspectTypes
{
    PreProcess = 1,      // 0b001
    ExceptionHandler = 2, // 0b010
    PostProcess = 4      // 0b100
}

屬性類別實作

[AttributeUsage(AttributeTargets.Method, AllowMultiple = false, Inherited = true)]
public class AspectAttribute : Attribute
{
    private readonly AspectTypes _aspectType;
    
    public AspectTypes AspectType => _aspectType;
    
    public AspectAttribute(AspectTypes aspectType)
    {
        _aspectType = aspectType;
    }
}

使用範例：方法級聲明式切面標記

public class Test
{
    // 需要前置處理 + 例外處理
    [Aspect(AspectTypes.PreProcess | AspectTypes.ExceptionHandler)]
    public virtual void Test1(string num)
    {
        Console.WriteLine(Convert.ToInt32(num));
    }

    // 需要後置處理 + 例外處理
    [Aspect(AspectTypes.PostProcess | AspectTypes.ExceptionHandler)]
    public virtual int Test2(string num)
    {
        return Convert.ToInt32(num);
    }

    // 僅需要例外處理
    [Aspect(AspectTypes.ExceptionHandler)]
    public virtual int Test3(string num)
    {
        return Convert.ToInt32(num);
    }
}

反射檢測邏輯：位元運算判斷切面需求

// 取得方法上的 AspectAttribute
var attr = methodInfo.GetCustomAttribute<AspectAttribute>();
if (attr != null)
{
    var required = attr.AspectType;
    
    // 檢查是否需要 PreProcess
    if ((required & AspectTypes.PreProcess) == AspectTypes.PreProcess)
    {
        // 需植入前置切面...
    }
    
    // 檢查是否需要 PostProcess
    if ((required & AspectTypes.PostProcess) == AspectTypes.PostProcess)
    {
        // 需植入後置切面...
    }
    
    // 檢查是否需要 ExceptionHandler
    if ((required & AspectTypes.ExceptionHandler) == AspectTypes.ExceptionHandler)
    {
        // 需植入例外切面...
    }
}

配置檔與屬性的協作關係

工作流程：

1. 掃描組件，反射找出標記 [Aspect(...)] 的虛擬方法
2. 解析屬性得到 AspectTypes 位元遮罩
3. 讀取配置檔 Application 區，匹配類別/方法簽名
4. 對應 Registry 區解析具體實作型別 (或回退預設)
5. Emit 生成代理類，按順序植入切面呼叫

動態代理建立入口

// 簡單工廠模式建立代理
public static class DynamicProxyFactory
{
    public static T CreateProxy<T>(Type targetType) where T : class
    {
        // 1. 檢查 targetType 是否為介面或含虛擬方法的類別
        // 2. 使用 ModuleBuilder/TypeBuilder 定義動態代理類型
        // 3. 實作介面/繼承目標類別
        // 4. 對每個虛擬方法生成代理方法體 (植入切面邏輯)
        // 5. CreateInstance 回傳代理實例
        return (T)Activator.CreateInstance(proxyType);
    }
}

// 使用方式
var test = DynamicProxyFactory.CreateProxy<Test>(typeof(Test));
test.Test1("123"); // 觸發 PreProcess → 原方法 → ExceptionHandler (若拋出)

設計模式總結

• 介面隔離：三類切面各司其職，符合 ISP
• 策略模式：切面實作可熱插拔，配置檔決定具體策略
• 裝飾器模式：動態代理在原方法外層包裝切面邏輯
• 責任鏈：同類切面多實作按配置順序串聯執行
• 屬性導向編程：[Aspect] 標記切面需求，分離關注點

此設計在型別安全、聲明式配置、執行時彈性之間取得平衡，是輕量級 AOP 框架的經典架構藍圖。