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Rougamo - 肉夹馍

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Rougamo是什么

Rougamo是一个静态代码编织的AOP组件，同为AOP组件较为常用的有Castle、Autofac、AspectCore等，与这些组件不同的是，这些组件基本都是通过动态代理+IoC的方式实现AOP，是运行时完成的，而Rougamo是编译时直接修改目标方法织入IL代码实现AOP的。肉夹馍支持包括同步/异步方法、静态/实例方法、构造方法、属性内的所有种类的方法。

名字的由来

也没什么由来，方法级AOP在我看来就是两面包夹芝士，在方法执行前后添加切面，将整个方法夹在中间。肉夹馍大家都吃过的，虽然叫肉夹馍，但其实是肉夹于馍，外层为馍中间为肉，Rougamo同理，外层切面我称为Mo，中间实际方法称之为Rou，希望Rougamo的馍能够为你们的肉增香添色。

Rougamo的优劣势

基础功能介绍

肉夹馍作为一款AOP组件，其基本功能就是在方法几个主要生命周期节点执行额外操作，肉夹馍支持四个生命周期节点（或称为连接点 Join Point）：

  1. 方法执行前；
  2. 方法执行成功后；
  3. 方法抛出异常后；
  4. 方法退出时（无论方法执行成功还是抛出异常，都会进入该生命周期节点，类似try..finally..）。

用一个简单示例进行说明生命周期节点在代码中的表现形式：

// 定义一个类型继承MoAttribute
public class TestAttribute : MoAttribute
{
    public override void OnEntry(MethodContext context)
    {
        // OnEntry对应方法执行前
    }

    public override void OnException(MethodContext context)
    {
        // OnException对应方法抛出异常后
    }

    public override void OnSuccess(MethodContext context)
    {
        // OnSuccess对应方法执行成功后
    }

    public override void OnExit(MethodContext context)
    {
        // OnExit对应方法退出时
    }
}

在方法的各个生命周期节点，除了能够执行类似记录日志、统计方法耗时、APM埋点等不影响方法执行的操作，还可以进行以下这些控制方法执行的操作：

  1. 修改方法参数
  2. 方法执行拦截
  3. 修改方法返回值
  4. 处理方法异常
  5. 重试执行方法

如何应用肉夹馍到方法上

最简单直接的方式便是将定义的Attribute直接应用到方法上，这个方法可以是同步的也可以是异步的，可以是实例方法也可以是静态方法，可以是属性也可以是属性getter/setter，可以是示例构造方法也可以是静态构造方法：

class Abc
{
    [Test]
    static Abc() { }

    [Test]
    public Abc() { }

    [Test]
    public int X { get; set; }

    public static Y
    {
        [Test]
        get;
        [Test]
        set;
    }

    [Test]
    public void M() { }

    [Test]
    public static async ValueTask MAsync() => await Task.Yeild();
}

直接应用到方法上的方式简单明了，但对于一些非常常用的AOP类型，每个方法都需要添加Attribute就显得非常麻烦，所以肉夹馍还提供了多种批量应用的方式：

  1. 类或程序集级别的Attribute的方式
  2. 低侵入性的实现空接口IRougamo的方式
  3. 指定某Attribute为代理Attribute，寻找应用了代理Attribute方法的方式
  4. 非侵入式的配置化织入方式

我们在进行批量应用的时候，比如将TestAttribute直接应用到一个类上，我们一般并不是希望这个类的所有方法都应用TestAttribute，而是希望选定那些满足特定特征的部分方法。肉夹馍在方法筛选上提供了两种方案：

  1. 粗粒度的方法特征匹配，可以指定匹配静态、实例、共有、私有、属性、构造方法等一个或多个粗粒度特征；
  2. 类AspectJ表达式匹配，提供了类似AspectJ格式的表达式，可以进行更为细致的匹配，比如方法名称、返回值类型、参数类型等。

异步切面

现在异步编程在日常开发中已经是非常常见的了，在最上面的示例中，方法生命周期节点对应的方法全是同步的，如果希望进行一些异步操作，就不得不手动阻塞异步操作等待返回结果了，这是存在一定的资源浪费和性能损耗的。肉夹馍除了同步切面，还提供了异步切面，更好的支持异步操作：

// 定义一个类型继承AsyncMoAttribute
public class TestAttribute : AsyncMoAttribute
{
    public override async ValueTask OnEntryAsync(MethodContext context) { }

    public override async ValueTask OnExceptionAsync(MethodContext context) { }

    public override async ValueTask OnSuccessAsync(MethodContext context) { }

    public override async ValueTask OnExitAsync(MethodContext context) { }
}

不过需要注意的是，如果并不需要做异步操作，那么还是推荐使用同步切面，更多关于异步切面的说明，请跳转 异步切面。

性能优化

肉夹馍是方法级AOP组件，在对方法应用肉夹馍后，每次调用方法都会实例化肉夹馍的相关对象，增加GC的负担。虽然这些负担是轻微的，很多时候是可以忽略不计的，但肉夹馍关注其对性能的影响，所以从不同的方向提供了各种优化方式：

  1. 部分编织，如果你只是想在执行方法前记录一下调用日志，那么其他生命周期节点以及异常处理等功能实际并用不上，此时通过部分编织功能仅选择你需要功能进行编织，这样可以缩减实际编织的IL代码，同时减少运行时实际执行的指令数量；
  2. 结构体，类与结构体的其中一个区别便是，类分配在堆中，而结构体在栈中，使用结构体可以使肉夹馍的部分类型分配到栈中，减少GC压力；
  3. 瘦身MethodContext，MethodContext中保存了当前方法的一些上下文信息，这些信息需要使用额外的对象进行保存，同时伴随着一些装箱拆箱操作，比如方法参数、返回值等，如果确定不需要这些信息，可以通过瘦身MethodContext达到一定的优化效果；
  4. 强制同步，在异步切面中介绍了异步切面与同步切面的关系，异步切面虽然使用了ValueTask来优化同步执行，但终究还是存在额外的开销，在编写异步切面时，如果确定不需要异步操作，可以通过强制调用同步切面来避免异步切面的额外开销。
  5. 自定义切面类型生命周期，结构体虽然可以避免创建引用类型，但结构体本身也存在很多限制，比如无法继承父类实现逻辑复用，无法继承 Attribute 导致无法在应用切面类型时指定参数（Attribute 可以在应用时指定构造方法参数和属性参数[Xyz(123, V = "abc")]）等。兼顾易用性和性能的方式便是自定义声明周期了。

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