面向切面编程（AOP）初涉

面向切面编程（AOP）是 Aspect Oriented Programming 的缩写，脱胎于函数式编程，是一种无侵入式的编程风格。

无侵入式编程

所谓无侵入式编程，就是在不修改原有代码的基础上，对原始代码进行一些功能拓展。常可以应用于诸如代码统计、日志打印、原始函数功能补充等场景中。
下面通过一些示例来展示这种编程风格在 JavaScript 中的应用。

举个吃饭的例子

这里举一个吃饭的例子，你正在做一个关于“吃”的项目，项目中你定义了一个 eat 函数：

function eat(){
    console.log("我正在吃糖醋排骨，好香好香")
}

随后随着需求升级，PM 要求你完善整个吃饭的流程，一个比较完整的吃饭流程应该是：做饭、吃饭、刷碗。此处你只定义了“吃”的方法，新需求还要求你实现“做饭”和“刷碗”两项功能。
你可以直接对 eat 函数进行修改，在函数开头加入“做饭”的功能，在函数结尾加入“刷碗”的功能，但你知道这样是不好的，因为这种方式侵入了原始的 eat 函数，降低了代码的可维护性，也增加了出错的可能性。
不让修改原始的 eat 函数怎么办？此时就需要一种无侵入式的编程范式，也就是本文要介绍的 AOP 编程。

JavaScript 中 AOP 的实现

在 JavaScript 中实现 AOP 编程，主要是通过 Function.prototype 完成。此例中，我们可以在 Function.prorotype 上挂载一个 before 方法和 after 方法，分别在 eat 函数执行前后调用。

Function.prototype.before = function(fn){
    fn && fn();
    this()
}

Function.prototype.after = function(fn){
    this()
    fn && fn();
}

此时如果我们调用 before 函数：

eat.before(()=>{
    console.log("我先去做饭")
});

输出结果为：

我先去做饭
我正在吃糖醋排骨，好香好香

同理，如果我们调用 after 函数：

eat.after(()=>{
    console.log("我得去刷碗了")
});

输出结果为：

我正在吃糖醋排骨，好香好香
我得去刷碗了

现在，我们已经初步实现了一个 AOP 的编程模型。

实现链式调用

上面的代码有没有什么问题呢？在我看来，至少有两个问题：

  • 同时调用 before 函数和 after 函数，会导致 eat 函数被调用两次
  • 无法实现链式调用

上面的代码，如果只是单独调用 before 或 after 函数，没有什么问题。但新流程是需要我们同时调用 before 和 after 方法的：

eat.before(()=>{
    console.log("我先去做饭")
});

eat.after(()=>{
    console.log("我得去刷碗了")
});

下面是运行结果：

我先去做饭
我正在吃糖醋排骨，好香好香
我正在吃糖醋排骨，好香好香
我得去刷碗了

可见，eat 函数被调用了两次，如果我们想在“做饭”之前在做点操作，比如“买菜”，会导致 eat 函数多次的调用。究其原因，是因为我们调用 before 或 after 函数时，会立即调用 eat 函数，我们可以对 before 函数和 after 函数做一些修改，让它们返回一个函数：

Function.prototype.before = function(fn){
    return () => {
        fn && fn();
        this()
    }
}

Function.prototype.after = function(fn){
    return () => {
        this()
        fn && fn();
    }
}

通过返回一个函数，实现了 eat 的延迟调用，同时由于返回值是一个函数，我们还可以对该返回值应用 before 和 after 函数，并实现链式调用，这得益于 JavaScript 的灵活性。
修改代码后，我们进行以下调用：

eat.before(()=>{
    console.log("我先去做饭")
}).after(()=>{
    console.log("我得去刷碗了")
})();

你可以把 before 和 after 作为一个包装器，类似于 bind 方法，都是绑定在 Function .prototype 上的方法，对调用这些函数的函数（this）进行一些包装，返回一个新的函数数，而原始的函数不受影响。
现在我们实现了一个具有一定扩展性的 AOP 编程模型，此例中，如果你想在“做饭”之前加上“买菜”功能，在“刷碗”后加上“看电视”功能，以及其他任意的功能，都可以很方便的添加：

eat.before(()=>{
    console.log("我先去做饭")
}).after(()=>{
    console.log("我得去刷碗了")
}).before(()=>{
    console.log("我先去买菜")
}).after(()=>{
    console.log("我去休息一下")
})();

运行结果：

我先去买菜
我先去做饭
我正在吃糖醋排骨，好香好香
我得去刷碗了
我去休息一下

函数返回值

经过一连串的链式调用后，怎么获取原始函数的返回值呢？如果我们的 eat 函数有个返回值：

function eat(){
    console.log("我正在吃糖醋排骨，好香好香");
    return {
        "dish":"糖醋排骨"
    }
}

要想获取原始函数的返回值，我们再对 before 和 after 做一些修改：

Function.prototype.before = function(fn){
    return () => {
        fn && fn();
        const result = this();
        return result;
    }
}

Function.prototype.after = function(fn){
    return () => {
        const result = this();
        fn && fn();
        return result;
    }
}

这里对 before 和 after 函数返回的函数增加了返回值，返回值就是调用该函数的函数（这里是 eat）的返回值，这样一来，eat 函数的返回值就可以层层进行传递下去了：

const retVal = eat.before(()=>{
    console.log("我先去做饭")
}).after(()=>{
    console.log("我得去刷碗了")
}).before(()=>{
    console.log("我先去买菜")
}).after(()=>{
    console.log("我去休息一下")
})();

console.log(retVal)

调用结果如下：

我先去买菜
我先去做饭
我正在吃糖醋排骨，好香好香
我得去刷碗了
我去休息一下
{ dish: '糖醋排骨' }

实例：代码统计

通过前面的介绍，我们实现了一个 AOP 的编程模型，尽管这个模型并不是尽善尽美的，但我们已经可以用来做一些事情了。我们来做一个实现代码统计的例子，通过代码统计，可以找出一些运行时间较长的函数，然后对其进行优化。这里我们准备对 test 函数进行代码统计：

function test(){
    for(let i = 0; i < 100000000;i++){}
}

我们可以实现一个 getRunTime 方法，该方法用来进行代码统计：

function getRunTime(fn){
    // 定义开始时间和结束时间
    let start;
    let end;
    // 使用获取代码运行时间
    fn.before(()=>{
        start = +new Date();
    }).after(()=>{
        end = +new Date();
    })();
    
    return end - start;
}

然后只需调用 getRunTime 方法，就可以实现代码统计了：

const runTime = getRunTime(test)
console.log(runTime)

运行结果：

66

getRunTime 的内部实现是依赖于 AOP 的，通过 AOP 实现了无侵入式的编程，我们在没有对 test 内部代码进行任何修改的情况下，实现了对其的运行时长进行统计，这种编程范式的优点，大家可以细细体会。

总结

本文对面向切面编程（AOP）的概念进行了一些介绍，并给出了 JavaScript 的实现方式，最后给出了一个例子。
在 JavaScript 中实现 AOP 的原理很简单，就是通过对 Function.prototype 进行扩展，这种方式也应用于诸多内置函数中，如常用的 bind 函数，我们应该主要学习这种思想。
在 Python 语言中，装饰器也是一种面向切面编程的范式，我在这篇文章中也进行了一些介绍，大家可以对比学习。

完。

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