Rougamo - 肉夹馍

中文 | English

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

• 优势
  1. **更短的应用启动时间：**静态编织发生在编译期，而动态代理发生在应用启动时；
  2. **支持所有方法：**支持包括构造方法、属性、静态方法之内的所有方法。动态代理由于依赖IoC，往往只能实现对实例方法的切面操作；
  3. **独立于其他组件，无需初始化：**动态AOP依赖于IoC组件，往往需要在应用启动时进行初始化，且不同的IoC组件还有着不同的初始化方式，肉夹馍无需初始化，定义好切面类型直接应用即可；
• 劣势
  1. **更大的程序集大小：**由于肉夹馍时编译时AOP，在编译时会将额外的代码织入当前程序集中，所以不可避免的会增加程序集的大小。但这种额外开销其实很小，可以在自己的项目中通过 配置项 启用和禁止肉夹馍对比评估实际影响；
  2. **不够便捷的IoC交互方式：**动态AOP由于本身需要借助IoC实现，所以可以很方便的获取IoC容器和直接注入类型到切面类型中，但肉夹馍是编译时AOP，不依赖于任何IoC组件，所以无法直接通过构造方法注入等方式与IoC直接交互。肉夹馍提供了扩展方法用于访问IoC，具体方式请参考 肉夹馍中使用IoC

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（无法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对应方法抛出异常后
    }

    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

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。

了解更多

• 配置项
• 肉夹馍中使用IoC
• async void特别说明
• 应用多个肉夹馍类型时自定义执行顺序
• 应用Attribute时指定肉夹馍内置属性
• 特殊参数或返回值类型ref struct
• 使用肉夹馍开发中间件注意事项
• 不同种类的方法对功能支持性一览