hello~大家好，我是小樓，今天分享的話題是Go是否能實(shí)現(xiàn)AOP?

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背景

寫Java的同學(xué)來寫Go就特別喜歡將兩者進(jìn)行對(duì)比，就經(jīng)?？吹郊夹g(shù)群里討論，比如Go能不能實(shí)現(xiàn)Java那樣的AOP??？Go寫個(gè)事務(wù)好麻煩啊，有沒有Spring那樣的@Transactional注解??？

遇到這樣的問題我通常會(huì)回復(fù)：沒有、實(shí)現(xiàn)不了、再見。

直到看了《Go語言底層原理剖析》這本書，開始了一輪認(rèn)真地探索。

Java是如何實(shí)現(xiàn)AOP的

AOP概念第一次是在若干年前學(xué)Java時(shí)看的一本書《Spring實(shí)戰(zhàn)》中看到的，它指的是一種面向切面編程的思想。注意它只是一種思想，具體怎么實(shí)現(xiàn)，你看著辦。

AOP能在你代碼的前后織入代碼，這就能做很多有意思的事情了，比如統(tǒng)一的日志打印、監(jiān)控埋點(diǎn)，事務(wù)的開關(guān)，緩存等等。

可以分享一個(gè)我當(dāng)年學(xué)習(xí)AOP時(shí)的筆記片段：

在Java中的實(shí)現(xiàn)方式可以是JDK動(dòng)態(tài)代理和字節(jié)碼增強(qiáng)技術(shù)。

JDK動(dòng)態(tài)代理是在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地生成了一個(gè)代理類，JVM通過加載這個(gè)代理類再實(shí)例化來實(shí)現(xiàn)AOP的能力。

字節(jié)碼增強(qiáng)技術(shù)可以多嘮叨兩句，當(dāng)年學(xué)Java時(shí)第一章就說Java的特點(diǎn)是「一次編譯，到處運(yùn)行」。

但當(dāng)我們真正在工作中這個(gè)特性用處大嗎？好像并不大，生產(chǎn)中都使用了同一種服務(wù)器，只編譯了一次，也都只在這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行。做到一次編譯，到處運(yùn)行的技術(shù)底座是JVM，JVM可以加載字節(jié)碼并運(yùn)行，這個(gè)字節(jié)碼是平臺(tái)無關(guān)的一種二進(jìn)制中間碼。

似乎這個(gè)設(shè)定帶來了一些其他的好處。在JVM加載字節(jié)碼時(shí)，字節(jié)碼有一次被修改的機(jī)會(huì)，但這個(gè)字節(jié)碼的修改比較復(fù)雜，好在有現(xiàn)成的庫可用，如ASM、Javassist等。

至于像ASM這樣的庫是如何修改字節(jié)碼的，我還真就去問了Alibaba Dragonwell的一位朋友，他回答ASM是基于Java字節(jié)碼規(guī)范所做的「硬改」，但做了一些抽象，總體來說還是比較枯燥的。

由于這不是本文重點(diǎn)，所以只是提一下，如果想更詳細(xì)地了解可自行網(wǎng)上搜索。

Go能否實(shí)現(xiàn)AOP？

之前用「扁鵲三連」的方式回復(fù)Go不能實(shí)現(xiàn)AOP的基礎(chǔ)其實(shí)就是我對(duì)Java實(shí)現(xiàn)AOP的思考，因?yàn)镚o沒有虛擬機(jī)一說，也沒有中間碼，直接源碼編譯為可執(zhí)行文件，可執(zhí)行文件基本沒法修改，所以做不了。

但真就如此嗎？我搜索了一番。

運(yùn)行時(shí)攔截

還真就在Github找到了一個(gè)能實(shí)現(xiàn)類似AOP功能的庫gohook（當(dāng)然也有類似的其他庫）：

https://github.com/brahma-adshonor/gohook

看這個(gè)項(xiàng)目的介紹：

運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地hook Go的方法，也就是可以在方法前插入一些邏輯。它是怎么做到的？

通過反射找到方法的地址（指針），然后插入一段代碼，執(zhí)行完后再執(zhí)行原方法。聽起來很牛X，但它下面有個(gè)Notes：

使用有一些限制，更重要的是沒有完全測(cè)試，不建議生產(chǎn)使用。這種不可靠的方式也就不嘗試了。

AST修改源碼

這種方式就是我在看《Go語言底層原理剖析》第一章看到的，其實(shí)我之前的文章也有寫過關(guān)于AST的，《Cobar源碼分析之AST》。

AST即抽象語法樹，可以認(rèn)為所有的高級(jí)編程語言都可以抽象為一種語法樹，即對(duì)代碼進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的抽象，這種抽象可以讓我們更加簡(jiǎn)單地分析甚至操作源碼。

Go在編譯時(shí)大概分為詞法與語法分析、類型檢查、通用 SSA 生成和最后的機(jī)器代碼生成這幾個(gè)階段。

其中詞法與語法分析之后，生成一個(gè)AST樹，在Go中我們能調(diào)用Go提供的API很輕易地生成AST：

fset := token.NewFileSet()
// 這里file就是一個(gè)AST對(duì)象
file, err := parser.ParseFile(fset, "aop.go", nil, parser.ParseComments)

比如這里我的aop.go文件是這樣的：

package main

import "fmt"

func main() {
	fmt.Println(execute("roshi"))
}

func execute(name string) string {
	return name
}

想看生成的AST長(zhǎng)什么樣，可調(diào)用下面的方法：

ast.Print(fset, file)

由于篇幅太長(zhǎng)，我截個(gè)圖感受下即可：

當(dāng)然也有一些開源的可視化工具，但我覺得大可不必，想看的話Debug看下file的結(jié)構(gòu)。

至于Go AST結(jié)構(gòu)的介紹，也不是本文的重點(diǎn)，而且AST中的類型很多很多，我建議如果你想看的話直接Debug來看，對(duì)照源碼比較清晰。

我們這里就實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的，在execute方法執(zhí)行之前添加一條打印before的語句，接上述代碼：

const before = "fmt.Println(\"before\")"
...

exprInsert, err := parser.ParseExpr(before)
if err != nil {
	panic(err)
}

decls := make([]ast.Decl, 0, len(file.Decls))

for _, decl := range file.Decls {
	fd, ok := decl.(*ast.FuncDecl)
	if ok {
		if fd.Name.Name == "execute" {
			stats := make([]ast.Stmt, 0, len(fd.Body.List)+1)
			stats = append(stats, &ast.ExprStmt{
				X: exprInsert,
			})
			stats = append(stats, fd.Body.List...)
			fd.Body.List = stats
			decls = append(decls, fd)
			continue
		} else {
			decls = append(decls, decl)
		}
	} else {
		decls = append(decls, decl)
	}
}

file.Decls = decls

這里AST就被我們修改了，雖然我們是寫死了針對(duì)execute方法，但總歸是邁出了第一步。

再把AST轉(zhuǎn)換為源碼輸出，Go也提供了API：

var cfg printer.Config
var buf bytes.Buffer

cfg.Fprint(&buf, fset, file)

fmt.Printf(buf.String())

輸出效果如下：

看到這里，我猜你應(yīng)該有和我相同的想法，這玩意是不是可以用來格式化代碼？

沒錯(cuò)，Go自帶的格式化代碼工具gofmt的原理就是如此。

當(dāng)我們寫完代碼時(shí)，可以執(zhí)行g(shù)ofmt對(duì)代碼進(jìn)行格式化：

gofmt test.go

這相比于其他語言方便很多，終于有個(gè)官方的代碼格式了，甚至你可以在IDEA中安裝一個(gè)file watchers插件，監(jiān)聽文件變更，當(dāng)文件有變化時(shí)自動(dòng)執(zhí)行 gofmt 來格式化代碼。

看到這里你可能覺得太簡(jiǎn)單了，我查了下資料，AST中還能拿到注釋，這就厲害了，我們可以把注釋當(dāng)注解來玩，比如我加了 // before: 的注釋，自動(dòng)把這個(gè)注釋后的代碼添加到方法之前去。

// before:fmt.Println("before...")
func executeComment(name string) string {
	return name
}

修改AST代碼如下，為了篇幅，省略了打印代碼：

cmap := ast.NewCommentMap(fset, file, file.Comments)

for _, decl := range file.Decls {
	fd, ok := decl.(*ast.FuncDecl)
	if ok {
		if cs, ok := cmap[fd]; ok {
			for _, cg := range cs {
				for _, c := range cg.List {
					if strings.HasPrefix(c.Text, "http:// before:") {
						txt := strings.TrimPrefix(c.Text, "http:// before:")
						ei, err := parser.ParseExpr(txt)
						if err == nil {
							stats := make([]ast.Stmt, 0, len(fd.Body.List)+1)
							stats = append(stats, &ast.ExprStmt{
								X: ei,
							})
							stats = append(stats, fd.Body.List...)
							fd.Body.List = stats
							decls = append(decls, fd)
							continue
						}
					}
				}
			}
		} else {
			decls = append(decls, decl)
		}
	} else {
		decls = append(decls, decl)
	}
}

file.Decls = decls

跑一下看看：

雖然又是硬編碼，但這不重要，又不是不能用~

但你發(fā)現(xiàn)，這樣實(shí)現(xiàn)AOP有個(gè)缺點(diǎn)，必須在編譯期對(duì)代碼進(jìn)行一次重新生成，理論上來說，所有高級(jí)編程語言都可以這么操作。

但這不是說毫無用處，比如這篇文章《每個(gè) gopher 都需要了解的 Go AST》就給了我們一個(gè)實(shí)際的案例：

最后

寫到最后，我又在思考另一個(gè)問題，為什么Go的使用者沒有AOP的需求呢？反倒是寫Java的同學(xué)會(huì)想到AOP。

我覺得可能還是Go太年輕了，Java之所以要用AOP，很大的原因是代碼已經(jīng)堆積如山，沒法修改，歷史包袱沉重，最小代價(jià)實(shí)現(xiàn)需求是首選，所以會(huì)選擇AOP這種技術(shù)。

反觀Go還年輕，大多數(shù)項(xiàng)目屬于造輪子期間，需要AOP的地方早就在代碼中提前埋伏好了。我相信隨著發(fā)展，一定也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)生產(chǎn)可用Go AOP框架。

至于現(xiàn)在問我，Go能否實(shí)現(xiàn)AOP，我還是回答：沒有、實(shí)現(xiàn)不了、再見。

對(duì)了，本文的完整測(cè)試代碼這里可以看到：

https://github.com/lkxiaolou/all-in-one/tree/master/go-in-one/samples/tree

感謝大家，如果有點(diǎn)收獲，點(diǎn)個(gè)在看、贊、關(guān)注吧，我們下期再見。

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網(wǎng)站題目：Go能實(shí)現(xiàn)AOP嗎？
轉(zhuǎn)載來于：http://chinadenli.net/article24/dsoisce.html

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