面向方面的軟件開發(fā)方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究.pdf

1、隨著軟件系統(tǒng)規(guī)模和復(fù)雜性的不斷增加，系統(tǒng)各個(gè)組件之間的相互影響變得越來越復(fù)雜。這些相互影響會限制軟件的重用性和適應(yīng)性，并使驗(yàn)證系統(tǒng)的邏輯正確性變得很困難。傳統(tǒng)的軟件開發(fā)方法已經(jīng)難以從根本上解決由于系統(tǒng)復(fù)雜度的提高而帶來的代碼混亂和代碼糾纏問題。面向方面的程序設(shè)計(jì)(AOP)正是針對這種實(shí)際情況被提出的，并已成為繼面向?qū)ο蠹夹g(shù)之后新的軟件開發(fā)的研究方向。 本文在對面向方面技術(shù)進(jìn)行了深入分析的基礎(chǔ)上，對面向方面技術(shù)的各個(gè)方面進(jìn)行了系統(tǒng)

2、的研究。比較了不同的軟件開發(fā)模型對于系統(tǒng)耦合度的影響。針對AOP 的織入過程，結(jié)合進(jìn)程代數(shù)模型研究了其有效性和等價(jià)性。提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于組件的面向方面的編程框架。 耦合度是衡量一個(gè)軟件系統(tǒng)可維護(hù)性、可重用性和可擴(kuò)展性的標(biāo)準(zhǔn)。面向方面的系統(tǒng)是面向?qū)ο笙到y(tǒng)的擴(kuò)展，在對面向?qū)ο笙到y(tǒng)耦合度評估方法研究的基礎(chǔ)上，本文提出了一種 AOS 系統(tǒng)耦合度的評估方法并比較了不同軟件開發(fā)模型下的系統(tǒng)的耦合度。首先對 AOS 系統(tǒng)進(jìn)行了形式化的描述，

3、定義了 aspect 和 class之間不同種類的依賴關(guān)系，然后提出了耦合度評估框架，給出了 AOS 系統(tǒng)耦合度評估方法，并討論了耦合度評估方法的數(shù)學(xué)特性，著重研究的是 aspect 和 class之間的依賴關(guān)系對 AOS 系統(tǒng)耦合度的影響。最后針對不同的軟件系統(tǒng)模型，比較其耦合度關(guān)系，指出 AOP 技術(shù)在降低系統(tǒng)耦合度方面的有效性和正確性。 針對目前關(guān)于 AOP 的形式化驗(yàn)證研究的不足，本文在AOP織入過程的等價(jià)性和有效性問題

4、上做了形式化的研究。對進(jìn)程代數(shù)模型 PAL作了 AOP 方面的擴(kuò)充，抽象出面向方面編程元素和進(jìn)程的數(shù)學(xué)描述，利用進(jìn)程代數(shù)理論中較為成熟的標(biāo)記和豐富的文法來研究 aspect 在程序等價(jià)和織入算法正確性上的問題，從軟件科學(xué)的角度驗(yàn)證了 AOP 織入過程的有效性和等價(jià)性。 在現(xiàn)有的 AOP 實(shí)現(xiàn)技術(shù)中，一般通過創(chuàng)建 aspect 庫或者創(chuàng)建專用 aspect 語言來完成面向方面的編程。本文提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于組件的面向方面的編程框架

5、 AOPF，該框架既保留了語言本身的特性又提供了對 aspect 庫的支持。框架定義了 C++在 AOP 方面的語言擴(kuò)展 ADL，用于描述并實(shí)現(xiàn) AOP 的編程元素，包括切入點(diǎn)、連接點(diǎn)和通知，通過劃分方面來提取橫切關(guān)注點(diǎn)，并由編織器將橫切關(guān)注點(diǎn)織入到軟件系統(tǒng)當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)橫切關(guān)注點(diǎn)的模塊化。AOPF 提供兩個(gè)層次上的 AOP 編程：自定義層和可配置層。在自定義層中，由編程人員自行定義 AOP 元素添加到代碼中，增強(qiáng)框架的可適應(yīng)性；在可配

6、置層中，編程人員可以通過配置文件使用預(yù)先實(shí)現(xiàn)了的通用 aspect 組件，這些aspect組件將會被編織到代碼中完成相應(yīng)的功能，以期更好的實(shí)現(xiàn)代碼模塊化和重用性。本文所做出的新貢獻(xiàn)如下： 1．在研究 OOP 系統(tǒng)耦合度度量的基礎(chǔ)上，針對 aspect 特性，提出一種 AOS系統(tǒng)耦合度的評估方法，為證明 AOP 技術(shù)的有效性提供了依據(jù)。 2．?dāng)U展了進(jìn)程代數(shù)模型PAL，對 AOP 織入過程進(jìn)行了形式化描述和驗(yàn)證，豐富了 AO