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AOP@Work: AspectJ 5 搶鮮看——Java 5 全面支援與 @AspectJ 新風格

編輯：Java 相關知識

AspectJ 5（M2 里程碑）核心聚焦：完整支援 Java 5 新語言特性（註解、泛型、枚舉、自動裝箱、新 for 迴圈），並引入兩大里程碑特性——基於註解的 @AspectJ 開發風格與大幅強化的載入時織入（LTW）。兩者皆源自 AspectJ 與 AspectWerkz 2005 年初的專案合併。本文涵蓋編譯器配置、Java 5 特性在切面中的實戰、泛型擦除對切點匹配的影響、@AspectJ 語法詳解、LTW 配置與代理選項。

編譯 Java 5 專案：ajc 編譯器與 AJDT 配置

ajc 支援 -1.3/-1.4/-1.5 相容等級，預設 5.0 原始碼與目標 VM。
命令列：ajc -1.5 MyAspect.aj 明確指定 Java 5 模式；-1.4 回退 1.4。
Eclipse + AJDT：專案屬性 → Java Compiler → Compiler compliance level 設 5.0，並更新 JRE 至 Java 5。

圖 1：Eclipse 中指定 5.0 相容等級

切面中運用 Java 5 特性：LifecycleManager 範例

public aspect LifecycleManager {
  // Enum 定義狀態機
  public enum State { INITIAL, INITIALIZING, INITIALIZED, 
                      STARTING, STARTED, STOPPING, 
                      TERMINATING, TERMINATED, BROKEN; }

  // 型別間宣告：所有 @ManagedComponent 型別實作 Lifecycle 介面
  declare parents: @ManagedComponent * implements Lifecycle;

  // 介面預設實作：使用 Enum、泛型 List<LifecycleObserver>、新 for 迴圈
  private State Lifecycle.state = State.INITIAL;
  private List<LifecycleObserver> Lifecycle.observers = 
    new ArrayList<LifecycleObserver>();

  public void Lifecycle.addObserver(LifecycleObserver o) { 
    observers.add(o); 
  }
  // ... 其他介面方法預設實作

  // 切點捕獲生命週期事件
  pointcut initializing(Lifecycle l) 
    : execution(* Lifecycle.initialize(..)) && this(l);
  // starting, stopping, terminating 同理

  // Before 通知驗證狀態
  before(Lifecycle c) : initializing(c) {
    if (c.state != State.INITIAL) 
      throw new IllegalStateException("Can only initialize from INITIAL");
    c.state = State.INITIALIZING;
  }

  // After returning 通知更新狀態並通知觀察者（新 for 迴圈）
  after(Lifecycle c) returning : initializing(c) {
    c.state = State.INITIALIZED;
    for (LifecycleObserver o : c.observers)
      o.componentInitialized(c);
  }

  // After throwing 通知處理運行時異常，轉入 BROKEN 狀態
  after(Lifecycle c) throwing(RuntimeException e) 
    : execution(* *(..)) && this(c) {
    c.state = State.BROKEN;
    for (LifecycleObserver o : c.observers)
      o.componentBroken(c);
  }
}

要點：切面內使用 Java 5 特性與普通類別完全一致，包括泛型型別間宣告、Enum、新 for 迴圈、自動裝箱。

基於註解的連接點匹配

匹配帶註解的方法執行/呼叫

// EJB 3.0 風格 @Tx 註解
@Tx(TxType.REQUIRED) void credit(Money amount) { ... }

// 切點：匹配所有帶 @Tx 的方法執行
pointcut transactionalMethodExecution() 
  : execution(@Tx * *(..));

// 綁定註解實例取得屬性值（需 RUNTIME 保留）
pointcut transactionalMethodExecution(Tx tx) 
  : execution(* *(..)) && @annotation(tx);

Object around(Tx tx) : transactionalMethodExecution(tx) {
  TxType type = tx.value(); // 存取屬性
  // 交易邏輯...
  return proceed(tx);
}

欄位與型別層級註解匹配

// 欄位存取
pointcut classifiedAction() 
  : get(@ClassifiedData * *) || set(@ClassifiedData * *);

// 綁定欄位註解
pointcut classifiedAction(ClassifiedData cd) 
  : (get(* *) || set(* *)) && @annotation(cd);

// 型別註解組合匹配：@Stateless 或 @Stateful 的 Session Bean
pointcut txInSessionBean(Tx tx) 
  : execution(* *(..)) && @annotation(tx) 
    && within(@(Stateless || Stateful) *);

新增切點指示符擴充註解匹配維度

@withincode：執行碼所在成員帶指定註解
@within：連接點所在型別帶指定註解
@this、@target、@args：this/target/參數帶指定註解

泛型與切點匹配：擦除帶來的挑戰與應對

靜態簽名匹配：型別參數為簽名一部分

void process(List<Number> n);
void process(List<? extends Number> n);
void process(List<?> n);  // 三者簽名互異

execution(* process(List<Number>))      // 僅匹配第一個
execution(* process(List<*>))          // 匹配全部三個
execution(* process(List<Number+>))    // 僅匹配第一個（Number 及子類）
// 注意：List<? extends Number> 不匹配 Number+ 模式

運行時型別匹配：擦除導致資訊遺失

Java 5 泛型採擦除實作，執行期 List<Number> 僅保留為原始型別 List。AspectJ 面對 args(List<Number>) 這類切點：

args(List<? extends Number>)：靜態保證匹配
args(List<String>)：靜態保證不匹配
args(List<Number>)：可能匹配（執行期實際可能為 List<Double> 等），編譯器發出 unchecked 警告，視為匹配並插入執行期 instanceof 檢查（僅檢查原始型別 List）。

可用 @SuppressAjWarnings("unchecked") 抑制切點匹配警告，類似 @SuppressWarnings。

泛型型別的執行連接點

單一泛型類別 DataBucket<T> 所有實例化共享同一 getData() 執行連接點（回傳型別參數 T）。切點可寫為：

execution<T>(T DataBucket<T>.getData())

@AspectJ 註解風格：純 Java 5 語法寫切面

合併成果：AspectJ 5 提供雙風格，單一語言、單一語義、單一織入器，風格可混合互操作。

程式碼風格 vs @AspectJ 風格對照

// 程式碼風格
public aspect TransactionManager { ... }

// @AspectJ 風格
@Aspect
public class TransactionManager { ... }

切點與通知的註解映射

@Aspect
public class LifecycleManager {
  // 切點：void 方法 + @Pointcut 含運算式字串
  @Pointcut("execution(* Lifecycle.initialize(..)) && this(l)")
  void initializing(Lifecycle l) {}

  @Pointcut("execution(* Lifecycle.start(..)) && this(l)")
  void starting(Lifecycle l) {}

  // Before 通知
  @Before("initializing(managedComponent)")
  public void moveToInitializingState(Lifecycle managedComponent) { ... }

  // After returning 通知
  @AfterReturning("initializing(managedComponent)")
  public void moveToInitializedState(Lifecycle managedComponent) { ... }

  // Around 通知（需回傳值）
  @Around("transactionalMethodExecution(tx)")
  public Object manageTransaction(Tx tx) { ... }

  // 型別間宣告：@DeclareParents
  @DeclareParents("@ManagedComponent *")
  static class DefaultLifecycleImpl implements Lifecycle { ... }
}

限制：切點運算式中型別需完整限定名（import 不對織入器可見）；通知方法必須 public、回傳 void（around 除外）；標準 javac 編譯時不支援 declare soft 等需編譯期支援的構造。

載入時織入（LTW）大幅簡化：META-INF/aop.xml

AspectJ 1.x 需自訂類別載入器或 aj 腳本啟動；AspectJ 5 採 JVMTI Agent（-javaagent）+ classpath 下的 META-INF/aop.xml，零侵入式整合任何 Java EE 環境。

aop.xml 結構

<aspectj>
  <aspects>
    <aspect name="com.MyAspect"/>
    <concrete-aspect name="com.xyz.tracing.MyTracing"
      extends="tracing.AbstractTracing">
      <pointcut name="tracingScope" expression="within(com.xyz..*)"/>
    </concrete-aspect>
  </aspects>
  <weaver options="-XlazyTjp">
    <include within="com.xyz..*"/>
  </weaver>
</aspectj>

<aspects>：宣告織入切面（現有或內聯具體化抽象切面）
<weaver>：織入器選項與 include/exclude 控制織入範圍
多個 aop.xml 內容自動聚合

啟動選項

標準 JVMTI（Java 5+ 所有 VM）：-javaagent:aspectjweaver.jar
JRockit：-Xmanagement:class=org.aspectj.weaver.tools.JRockitWeavingAgent
WebLogic、WebSphere、JBoss、Tomcat 等容器皆可直接在啟動腳本加入 javaagent 參數啟用 LTW

其他值得關注的新特性

pertypewithin 實例化模型：每個型別在特定封裝內一個切面實例
反射 API 查詢切面型別：執行期檢測切面屬性
declare soft 修訂：更靈活的受檢例外轉非受檢
相容性、織入效能提升

結語

AspectJ 5 以 Java 5 全支援為基石，配合 @AspectJ 風格降低語言擴展門檻、LTW 簡化部署，標誌著 AOP 邁入主流開發的關鍵里程碑。開發者可選擇熟悉的風格（程式碼或註解），享受完整靜態檢查、成熟 IDE 支持與零侵入部署的雙重紅利。詳細特性請參閱 AspectJ 5 Developers Guide。