Net 实现自定义Aop

引言

何为AOP，在软件开发中，总是听到这个AOP这个词语，但是何为AOP呢，AOP全称是Aspect Oriented Programming，中文译为面向切面编程，什么意思呢，即我们的应用程序在运行的时候，我们在调用方法的时候，我们当前这个父类方法需要调用下面某个类的方法，等待这个方法给我们返回一个结果或者不返回，那这样的过程我们可以抽象的理解为自上而下，然后在自下而上，那AOP的概念我们就可以理解为在这个自上而下，和自下而上的过程中我们，我们实现了一层拦截，横插了一个处理程序，用来实现对方法和方法之间调用的一个拦截，可以实现自上而下，经过我们的AOP层面的代码，以及自下而上的时候 经过我们的AOP代码，在这个AOP层面，我们可以实现对程序的日志记录，异常处理，参数验证等等的一些常规操作。

实现方式

Aop的实现方式，大体是分为两个版本一个是不同框架下的实现方式，不同平台就是Framework下面的实现方式，还有一种是Core下面的实现方式，这里我们主要讲这两种，第二个实现方式下面是两个通用的实现方式，一种是基于IL的形式去实现，还有一种是基于内存的形式的实现，这里不太对这两种进行过多的讲解，后续会写一个使用IL去实现AOP的代码，这里主要讲FrameWork和Core框架下如何实现AOP代理的两种比较简单的方法。

frameWork

在framework的框架下，可以使用RealProxy类来实现静态代理的的aop，需要自己去继承RealProxy这个类，然后实现Invoke的抽象方法，即可实现Aop的实现，接下来我们看代码，

   public class DynamicProxy<T> : RealProxy
    {
        public T Instance = default;
        public IInterceptor Interceptor;
        public DynamicProxy():base(typeof(T))
        {

        }
        public  T GetInstance< Target, TInterceptor>() where TInterceptor: IInterceptor where Target: class,T
        {
            var result = this.GetTransparentProxy();
            Instance = Activator.CreateInstance<Target>() ;
            Interceptor = Activator.CreateInstance<TInterceptor>();
            return (T)result;
        }
        public override IMessage Invoke(IMessage msg)
        {
            var methodMsg = msg as IMethodCallMessage;
            try
            {
                if (methodMsg!=null)
                {
                    var methodInfo = methodMsg.MethodBase as MethodInfo;
                    if (Interceptor != null)
                    {
                        Interceptor.BeforeEvent(methodMsg.MethodBase, methodMsg.InArgs);
                    }
                    var result= methodMsg.MethodBase.Invoke(Instance, methodMsg.InArgs);
                    if (Interceptor != null)
                    {
                        Interceptor.AfterEvent(methodMsg.MethodBase, result);
                    }
                    return new ReturnMessage(result, null, 0,
               methodMsg.LogicalCallContext, methodMsg);
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                if (Interceptor != null)
                {
                    Interceptor.ExceptionEvent(ex, methodMsg.MethodBase);
                }
            }
            return new ReturnMessage(null, null, 0,
           methodMsg.LogicalCallContext, methodMsg);
        }
    }
    public interface IBase
    {
        string GetName();
    }
    public class BaseModel : IBase
    {
        public string GetName()
        {
            return Guid.NewGuid().ToString();
        }
    }

使用方式

            var proxy = new DynamicProxy<IBase>();
            var ins=proxy.GetInstance<BaseModel,TestInterceptor>();
            var result=ins.GetName();

我们在需要代理的对象的时候，我们传入了这个对象的继承的类型，在构造函数调用了RealProxy的构造方法传入我们需要代理的类型Type，然后在这里我写了一个创建对象以及设置拦截器的一个方法，可以看到在这个方法里，我们获取到了这个泛型T的静态代理的对象，这是我们要返回给上一层的，此处是我们创建的代理对象，在下面我们有创建了一个这个Target的对象，很多人就有些疑惑了，为什么同一类型的对象我们需要创建两次呢，这里呢是因为，如果我们同意的去使用这个静态的代理作为我们的Instance的话，那在Invoke方法里，我们调用我们调用的GetName的方法的Invoke的时候，会造成一个死循环的一个操作，就是不停的去GetName，也就不停止的走我们重写的Invoke的方法，这里，就起到了一个隔离作用，简单来说，就是上层对象需要将一个类型代理，走到我们的GetInstance方法中去，我们给他返回这个代理的对象，然后我们类内部同时有一个未被代理的对象在创建出来，这样我们的类有一个没被代理的实例，这样在代理的对象调用GetName的时候就可以走到我们的Invoke的方法中去，我们在执行GetName的方法时候我们使用Instance实例去承载我们所调用的方法，获取到结果之后在返回到调用的上方去，就类似于桥接的方式，我调用了A的GetName方法，但是在代理层面有一个B的实例，实际上我们是调用的是B的GetName的方法，而且GetInstance方法里面的返回必须是代理的对象，不然是不会走到Invoke方法中去，从而没办法实现拦截。

可以看到我们在GetInstance的时候我们也创建了我们的拦截器的实例，再看我们的Invoke方法，我们在方法的执行前，执行后，以及异常的时候我们分别调用了拦截器的BeforeEvent，AfterEvent以及ExceptionEvent方法，分别去传入我们的执行前后，异常等信息。

Net Core

在net core框架出来之后呢，代理方面也是有了一个改动，在fw版本下可以使用RealProxy实现AOP的功能，但是由于其性能方面以及其他方面的原因，core并不支持RealProxy，以及Core是不支持fw版本中的Remoting的，所以Core是以另一种方式支持代理去实现AOP的功能，其性能以及使用起来大大简化了RealProxy的功能，并且如果非面向抽象开发的前提下，RealProxy代理还需要继承MarshalByRefObject这个抽象接口，导致代理的对象调用方法的时候，过于依赖MarshalByRefObject，.方法名称的时候是可以看到基类的方法，这对我们来说很不友好，所以Core版本引入了DispatchProxy的类来实现代理，这个类同RealProxy一样是个抽象类，也必须实现Invoke方法。

 /// <summary>
    /// Aop Proxy
    /// </summary>
    public class DynamicProxy : DispatchProxy
    {
        /// <summary>
        /// 执行方法接口
        /// </summary>
        private IInterceptor interceptor { get; set; }
        /// <summary>
        /// 具体类型
        /// </summary>
        private object service { get; set; }
        /// <summary>
        /// 创建代理
        /// </summary>
        /// <param name="targetType"></param>
        /// <param name="interceptor"></param>
        /// <param name="serviceParameter"></param>
        /// <returns></returns>
        public static object Create(Type targetType, IInterceptor interceptor, object[] serviceParameter = null)
        {
            object proxy = GetProxy(targetType);
            ((DynamicProxy)proxy).CreateInstance(interceptor);
            ((DynamicProxy)proxy).service = CreateServiceInstance(targetType, serviceParameter);
            return proxy;
        }
        /// <summary>
        /// 创建代理，targetType为类，interceptorType继承IInterceptor，serviceParameter为targetType为类构造函数的参数，parameters为interceptorType构造函数参数
        /// </summary>
        /// <param name="targetType"></param>
        /// <param name="interceptorType"></param>
        /// <param name="serviceParameter"></param>
        /// <param name="parameters"></param>
        /// <returns></returns>
        public static object Create(Type targetType, Type interceptorType, object[] serviceParameter = null, params object[] parameters)
        {
            object proxy = GetProxy(targetType);
            ((DynamicProxy)proxy).CreateInstance(interceptorType, parameters);
            ((DynamicProxy)proxy).service = CreateServiceInstance(targetType, serviceParameter);
            return proxy;
        }
        /// <summary>
        /// tIService为接口，tService实现tIService接口，intercer继承IInterceptor，serviceParameter为targetType为类构造函数的参数，parameters为interceptorType构造函数参数
        /// </summary>
        /// <param name="tIService"></param>
        /// <param name="tService"></param>
        /// <param name="intercer"></param>
        /// <param name="serviceParameter"></param>
        /// <param name="parameters"></param>
        /// <returns></returns>
        public static object Create(Type tIService, Type tService, Type intercer, object[] serviceParameter = null, params object[] parameters)
        {
            var proxy = GetProxy(tIService);
            ((DynamicProxy)proxy).CreateInstance(intercer, parameters);
            ((DynamicProxy)proxy).service = CreateServiceInstance(tService, serviceParameter);
            return proxy;
        }
        /// <summary>
        /// TTarget为接口，tService实现tIService接口，TInterceptor继承IInterceptor，serviceParameter为targetType为类构造函数的参数，parameters为interceptorType构造函数参数
        /// </summary>
        /// <typeparam name="TTarget"></typeparam>
        /// <typeparam name="TService"></typeparam>
        /// <typeparam name="TInterceptor"></typeparam>
        /// <param name="serviceParameter"></param>
        /// <param name="parameters"></param>
        /// <returns></returns>
        public static TTarget Create<TTarget, TService, TInterceptor>(object[] serviceParameter = null, params object[] parameters) where TInterceptor : IInterceptor where TService : TTarget
        {
            var proxy = GetProxy(typeof(TTarget));
            ((DynamicProxy)proxy).CreateInstance(typeof(TInterceptor), parameters);
            ((DynamicProxy)proxy).service = CreateServiceInstance(typeof(TService), serviceParameter);
            return (TTarget)proxy;
        }
        /// <summary>
        /// 创建指定类型对象，servicePara构造函数参数
        /// </summary>
        /// <param name="type"></param>
        /// <param name="servicePara"></param>
        /// <returns></returns>
        private static object CreateServiceInstance(Type type, params object[] servicePara)
        {
            return Activator.CreateInstance(type, servicePara);
        }
        /// <summary>
        /// 创建代理，表达式执行泛型方法性能优于MakeGenericMethod
        /// </summary>
        /// <param name="targetType"></param>
        /// <returns></returns>
        private static object GetProxy(Type targetType)
        {
            var callexp = Expression.Call(typeof(DispatchProxy), nameof(DispatchProxy.Create), new[] { targetType, typeof(DynamicProxy) });
            return Expression.Lambda<Func<object>>(callexp).Compile().Invoke();
        }
        /// <summary>
        /// 创建Aop具体实现类，表达式性能优于反射性能
        /// </summary>
        /// <param name="interceptorType"></param>
        /// <param name="parameters"></param>
        private void CreateInstance(Type interceptorType, object[] parameters)
        {
            var ctorParams = parameters.Select(x => x.GetType()).ToArray();
            var paramsExp = parameters.Select(x => Expression.Constant(x));
            var newExp = Expression.New(interceptorType.GetConstructor(ctorParams), paramsExp);
            this.interceptor = Expression.Lambda<Func<IInterceptor>>(newExp).Compile()();
        }
        /// <summary>
        /// 赋值
        /// </summary>
        /// <param name="interceptor"></param>
        private void CreateInstance(IInterceptor interceptor)
        {
            this.interceptor = interceptor;
        }
        /// <summary>
        /// 实现Invole方法
        /// </summary>
        /// <param name="method"></param>
        /// <param name="parameters"></param>
        /// <returns></returns>
        protected override object Invoke(MethodInfo method, object[] parameters)
        {
            if (method == null) throw new Exception("无效的方法");
            try
            {
                if (this.interceptor != null)
                {
                    this.interceptor.BeforeEvent(method, parameters);
                }
                object result = method.Invoke(service, parameters);
                if (method.ReturnType.BaseType == typeof(Task))
                {
                    var resultTask = result as Task;
                    if (resultTask != null)
                    {
                        resultTask.ContinueWith(task =>
                        {
                            if (task.Exception != null)
                            {
                                if (interceptor != null)
                                {
                                    var resultEx = this.interceptor.ExceptionEvent(task.Exception.InnerException ?? task.Exception, method);
                                    result = resultEx;
                                }
                            }
                            else
                            {
                                object taskResult = task.GetType().GetProperty("Result").GetValue(task);
                                if (interceptor != null)
                                {
                                    this.interceptor.AfterEvent(method, taskResult);
                                }
                            }
                        }).ConfigureAwait(false).GetAwaiter().GetResult();
                        return result;
                    }
                }
                else
                {
                    try
                    {
                        if (interceptor != null)
                        {
                            this.interceptor.AfterEvent(method, result);
                            return result;
                        }
                    }
                    catch (Exception ex)
                    {
                        if (interceptor != null)
                        {
                            return this.interceptor.ExceptionEvent(ex, method);
                        }
                        else
                        {
                            return null;
                        }
                    }
                }
                return null;
            }
            catch (Exception ex)
            {
                if (interceptor != null)
                {
                    return this.interceptor.ExceptionEvent(ex, method);
                }
                else
                {
                    return null;
                }
            }
        }
    }

从Invoke方法来看，直接成了我们所需要调用的方法的信息，以及对应的参数，那同样的，这个类实际上也有一些缺陷就是，Dispatch这个类里面有一个Create的方法可以去为我们生成代理类，但是这个Create方法，如果你传入的Type是具体的class，Create方法是会报错的，因为Create方法不支持具体的类型，而是对应的父类接口类型，至于抽象类，我没试过，有兴趣的小伙伴可以在后面自己试一下调用Create方法传入的是抽象类的前提下是否可以代理成功。

同样的，在RealProxy中我们可以记录日志，异常，执行前，执行后等操作，在这个Invoke里面，我们同样可以，这便是我在FrameWork以及Core中实现Aop的两种方式。

IL的形式去实现

之前的博客中，我有写过IL方面的合集，那实际上通过使用IL我们也可以实现一个动态代理去实现AOP的功能，目前的话，我是没有写相关的代码，但是IL的话 大体思路是这样的，我们去动态创建DLL以及Module，以及去创建一个Type继承我们需要代理的类或者接口，然后我们需要去用IL去实现父类的那几个方法，然后我们讲我们创建的类型去返回给依赖方，依赖方在调用方法的时候，会进入到我们用IL写的代码中去，在IL构造的方法中，我们可以直接return代理对象的同名同类型的方法，从而实现AOP的功能，可能在这里说的比较抽象，后面我会写一篇使用IL去实现AOP的功能代码，到时候会在博客中一一讲解。

内存的形式

实际上，内存的形式目前我是没有写过，但是在网上有看到过相关的代码，其是利用反射我们获取到方法的MethodHandle然后通过内存的形式，然后通过内存Copy实现的AOP，相关代码目前我已找不到，因为这种方式需要的功力深厚，目前我是达不到的，如果后续研究明白，再来一一分析，分享给大家，下一篇博客的话，我可能会写一些c#中跨进程通讯的各种手段。

RealProxy版本：http://121.43.235.192:8082/s/Sb5xs7rH88CECn6

DispatchProxy版本：http://121.43.235.192:8082/s/xpKFAWc6rpb7nd6

DispatchProxy版本中，我是实现了一个EFCore的一个读写分离，实现了读写分离的两种方式的一个案例。

大家如果有不懂的地方，可以看如果自己加的net群里有叫四川观察的基本上就是我，或者可以直接添加群聊可以找到我，在此，谢谢各位大佬的支持，后续依旧会带来更多的干货