Rust-AOP编程实战

文章本天成，妙手偶得之。粹然无疵瑕，岂复须人为？君看古彝器，巧拙两无施。汉最近先秦，固已殊淳漓。胡部何为者，豪竹杂哀丝。后夔不复作，千载谁与期？

——《文章》宋·陆游

【哲理】文章本是不加人工，天然而成的，是技艺高超的人在偶然间所得到的。其实作者所说的“天成”，并不就是大自然的恩赐，而是基于长期积累起来的感性印象和深入的思考，由于偶然出发而捕捉到灵感。

灵感就是长时间的积累和瞬间的爆发，人品也是，成就亦如是。

一、AOP 的概念

面向方面编程（Aspect-Oriented Programming，AOP）是一种编程范式，旨在通过将横切关注点（cross-cutting concerns）分离出来，从而提高代码的模块化和可维护性。横切关注点是指那些影响多个模块的功能，比如日志记录、安全检查、事务管理等。在传统的面向对象编程（OOP）中，这些关注点往往会散布在各个类中，导致代码重复和难以维护。

AOP 通过引入“方面”（aspect）的概念，将这些横切关注点集中到一个地方进行管理。主要的 AOP 概念包括：

Aspect（方面）：封装横切关注点的模块。
Join Point（连接点）：程序执行过程中可以插入方面的具体点，比如方法调用或异常抛出。
Advice（通知）：在特定的连接点上执行的代码，可以分为前置通知（Before）、后置通知（After）和环绕通知（Around）。
Pointcut（切入点）：定义在哪些连接点上应用通知的表达式。
Weaving（织入）：将方面应用到目标对象的过程，可以在编译时、加载时或运行时进行。

二、使用 Rust 实现 AOP

虽然 Rust 没有直接支持 AOP，但我们可以通过宏和闭包来实现类似的效果。

1、声明宏实现 AOP

1.1、定义宏和函数

首先，我们定义一个宏，用于在函数调用前后执行一些额外的逻辑：

macro_rules! aop {($func:expr, $before:expr, $after:expr) => {{$before();let result = $func();$after();result}};
}

这个宏接受三个参数：

$func：要调用的函数。
$before：在函数调用前执行的闭包。
$after：在函数调用后执行的闭包。

1.2、使用宏实现 AOP

接下来，我们定义一些示例函数和通知，并使用 aop! 宏来包装函数调用：

fn main() {// 定义前置通知let before = || println!("Before function call");// 定义后置通知let after = || println!("After function call");// 定义一个示例函数let my_function = || {println!("Inside the function");42 // 返回一些值};// 使用 aop! 宏包装函数调用let result = aop!(my_function, before, after);println!("Function returned: {}", result);
}

运行这个程序，你会看到以下输出：

Before function call
Inside the function
After function call
Function returned: 42

1.3、环绕通知

为了更好地展示 AOP 的灵活性，我们可以扩展示例，添加更多的通知类型，比如环绕通知：

macro_rules! aop_around {($func:expr, $around:expr) => {{$around($func)}};
}fn main() {// 定义环绕通知let around = |func: fn() -> i32| {println!("Before function call (around)");let result = func();println!("After function call (around)");result};// 定义一个示例函数let my_function = || {println!("Inside the function");42 // 返回一些值};// 使用 aop_around! 宏包装函数调用let result = aop_around!(my_function, around);println!("Function returned: {}", result);
}

运行这个扩展示例，你会看到以下输出：

Before function call (around)
Inside the function
After function call (around)
Function returned: 42

1.4、更精确的切入点定义

定义宏和函数

首先，我们定义一个宏，用于在函数调用前后执行一些额外的逻辑，并允许通过条件判断来决定是否应用通知：

macro_rules! aop {($func:expr, $before:expr, $after:expr, $pointcut:expr) => {{if $pointcut() {$before();}let result = $func();if $pointcut() {$after();}result}};
}

这个宏接受四个参数：

$func：要调用的函数。
$before：在函数调用前执行的闭包。
$after：在函数调用后执行的闭包。
$pointcut：一个返回布尔值的闭包，用于决定是否应用通知。

使用宏实现更精确的切入点

接下来，我们定义一些示例函数和通知，并使用 aop! 宏来包装函数调用，同时定义切入点条件：

fn main() {// 定义前置通知let before = || println!("Before function call");// 定义后置通知let after = || println!("After function call");// 定义一个示例函数let my_function = || {println!("Inside the function");42 // 返回一些值};// 定义切入点条件let pointcut = || true; // 可以根据需要修改条件// 使用 aop! 宏包装函数调用let result = aop!(my_function, before, after, pointcut);println!("Function returned: {}", result);
}

运行这个程序，你会看到以下输出：

Before function call
Inside the function
After function call
Function returned: 42

如果我们修改切入点条件，使其返回 false，则通知不会被应用：

fn main() {// 定义前置通知let before = || println!("Before function call");// 定义后置通知let after = || println!("After function call");// 定义一个示例函数let my_function = || {println!("Inside the function");42 // 返回一些值};// 定义切入点条件let pointcut = || false; // 修改条件// 使用 aop! 宏包装函数调用let result = aop!(my_function, before, after, pointcut);println!("Function returned: {}", result);
}

运行这个程序，你会看到以下输出：

Inside the function
Function returned: 42

扩展切入点条件

为了更灵活地定义切入点条件，我们可以将条件逻辑扩展为更加复杂的表达式。例如，我们可以根据函数名称、参数类型或其他上下文信息来决定是否应用通知。

fn main() {// 定义前置通知let before = || println!("Before function call");// 定义后置通知let after = || println!("After function call");// 定义多个示例函数let my_function1 = || {println!("Inside function 1");42 // 返回一些值};let my_function2 = || {println!("Inside function 2");24 // 返回一些值};// 定义切入点条件let pointcut = |func_name: &str| func_name == "my_function1";// 使用 aop! 宏包装函数调用let result1 = aop!(my_function1, before, after, || pointcut("my_function1"));println!("Function 1 returned: {}", result1);let result2 = aop!(my_function2, before, after, || pointcut("my_function2"));println!("Function 2 returned: {}", result2);
}

运行这个程序，你会看到以下输出：