很自然,我也會(huì)編寫一個(gè)快速測試用例來驗(yàn)證我的檢驗(yàn)是否真能避免 NullPointerException,如清單 4 所示:
清單 4. 驗(yàn)證 null 檢驗(yàn)
@Test(expectedExceptions={RuntimeException.class})
public void verifyHierarchyNull() throws Exception{
Class clzz = null;
HierarchyBuilder.buildHierarchy(null);
}
在本例中,防御性編程似乎解決了問題。但僅依靠這項(xiàng)策略會(huì)存在一些缺陷。
防御的缺陷
關(guān)于斷言
清單 3 使用一個(gè)條件來驗(yàn)證 clzz 的值,實(shí)際上 assert 也同樣好用。使用斷言,無需指定條件,也不需要指定異常語句。在啟用了斷言的情況下,防御性編程的關(guān)注點(diǎn)全部由 JVM 處理。
盡管防御性編程有效地保證了方法的輸入條件,但如果在一系列方法中使用它,不免過于重復(fù)。熟悉面向方面編程(或 AOP)的人們會(huì)把它認(rèn)為是橫切關(guān)注點(diǎn),這意味著防御性編程技術(shù)橫跨了代碼庫。許多不同的對象都采用這些語法,盡管從純面向?qū)ο蟮挠^點(diǎn)來看這些語法跟對象毫不相關(guān)。
而且,橫切關(guān)注點(diǎn)開始滲入到契約式設(shè)計(jì)(DBC)的概念中。DBC 是這樣一項(xiàng)技術(shù),它通過在組件的接口顯式地陳述每個(gè)組件應(yīng)有的功能和客戶機(jī)的期望值來確保系統(tǒng)中所有的組件完成它們應(yīng)盡的職責(zé)。從 DBC 的角度講,組件應(yīng)有的功能被認(rèn)為是后置條件,本質(zhì)上是組件的責(zé)任,而客戶機(jī)的期望值則普遍被認(rèn)為是前置條件。另外,在純 DBC 術(shù)語中,遵循 DBC 規(guī)則的類針對其將維護(hù)的內(nèi)部一致性與外部世界有一個(gè)契約,即人所共知的類不變式。
契約式設(shè)計(jì)
我在以前的一篇關(guān)于用 Nice 編程的文章中介紹過 DBC 的概念,Nice 是一門與 JRE 兼容的面向?qū)ο缶幊陶Z言,它的特點(diǎn)是側(cè)重于模塊性、可表達(dá)性和安全性。有趣的是,Nice 并入了功能性開發(fā)技術(shù),其中包括了一些在面向方面編程中的技術(shù)。功能性開發(fā)使得為方法指定前置條件和后置條件成為可能。
盡管 Nice 支持 DBC,但它與 Java™ 語言完全不同,因而很難將其用于開發(fā)。幸運(yùn)的是,很多針對 Java 語言的庫也都為 DBC 提供了方便。每個(gè)庫都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),每個(gè)庫在 DBC 內(nèi)針對 Java 語言進(jìn)行構(gòu)建的方法也不同;但近的一些新特性大都利用了 AOP 來更多地將 DBC 關(guān)注點(diǎn)包括進(jìn)來,這些關(guān)注點(diǎn)基本上相當(dāng)于方法的包裝器。
前置條件在包裝過的方法執(zhí)行前擊發(fā),后置條件在該方法完成后擊發(fā)。使用 AOP 構(gòu)建 DBC 結(jié)構(gòu)的一個(gè)好處(請不要同該語言本身相混淆。┦牵嚎梢栽诓恍枰 DBC 關(guān)注點(diǎn)的環(huán)境中將這些結(jié)構(gòu)關(guān)掉(像斷言能被關(guān)掉一樣)。以橫切的方式對待安全性關(guān)注點(diǎn)的真正妙處是:可以有效地重用 這些關(guān)注點(diǎn)。眾所周知,重用是面向?qū)ο缶幊痰囊粋(gè)基本原則。AOP 如此完美地補(bǔ)充了 OOP 難道不是一件極好的事情嗎?
結(jié)合了 OVal 的 AOP
OVal 是一個(gè)通用的驗(yàn)證框架,它通過 AOP 支持簡單的 DBC 結(jié)構(gòu)并明確地允許:
為類字段和方法返回值指定約束條件
為結(jié)構(gòu)參數(shù)指定約束條件
為方法參數(shù)指定約束條件
此外,OVal 還帶來大量預(yù)定義的約束條件,這讓創(chuàng)建新條件變得相當(dāng)容易。
由于 OVal 使用 AspectJ 的 AOP 實(shí)現(xiàn)來為 DBC 概念定義建議,所以必須將 AspectJ 并入一個(gè)使用 OVal 的項(xiàng)目中。對于不熟悉 AOP 和 AspectJ 的人們來說,好消息是這不難實(shí)現(xiàn),且使用 OVal (甚至是創(chuàng)建新的約束條件)并不需要真正對方面進(jìn)行編碼,只需編寫一個(gè)簡單的自引導(dǎo)程序即可,該程序會(huì)使 OVal 所附帶的默認(rèn)方面植入您的代碼中。
在創(chuàng)建這個(gè)自引導(dǎo)程序方面前,要先下載 AspectJ。具體地說,您需要將 aspectjtools 和 aspectjrt JAR 文件并入您的構(gòu)建中來編譯所需的自引導(dǎo)程序方面并將其編入您的代碼中。
自引導(dǎo) AOP
下載了 AspectJ 后,下一步是創(chuàng)建一個(gè)可擴(kuò)展 OVal GuardAspect 的方面。它本身不需要做什么,如清單 5 所示。請確保文件的擴(kuò)展名以 .aj 結(jié)束,但不要試著用常規(guī)的 javac 對其進(jìn)行編譯。
清單 5. DefaultGuardAspect 自引導(dǎo)程序方面
import net.sf.oval.aspectj.GuardAspect;
public aspect DefaultGuardAspect extends GuardAspect{
public DefaultGuardAspect(){
super();
}
}
AspectJ 引入了一個(gè) Ant 任務(wù),稱為 iajc,充當(dāng)著 javac 的角色;此過程對方面進(jìn)行編譯并將其編入主體代碼中。在本例中,只要是我指定了 OVal 約束條件的地方,在 OVal 代碼中定義的邏輯會(huì)編入我的代碼,進(jìn)而充當(dāng)起前置條件和后置條件。
請記住 iajc 代替了 javac。例如,清單 6 是我的 Ant build.xml 文件的一個(gè)代碼片段,其中對代碼進(jìn)行了編譯并把通過代碼標(biāo)注發(fā)現(xiàn)的所有 OVal 方面編入進(jìn)來,如下所示:
清單 6. 用 AOP 編譯的 Ant 構(gòu)建文件片段
<target name="aspectjc" depends="get-deps">
<taskdef resource="org/aspectj/tools/ant/taskdefs/aspectjTaskdefs.properties">
<classpath>
<path refid="build.classpath" />
</classpath>
</taskdef>
<iajc destdir="${classesdir}" debug="on" source="1.5">
<classpath>
<path refid="build.classpath" />
</classpath>
<sourceroots>
<pathelement location="src/java" />
<pathelement location="test/java" />
</sourceroots>
</iajc>
</target>