（四）Apache log4net™ 手册 - AOP

0、引言

如果你已经开发了一个中型或者大型的 .NET / .NET Framework 项目但还没有为其添加日志系统。那么，你可能需要重新回顾大量的业务逻辑代码，并在其中找到合适的位置，编写合适的日志输出语句进行插入🙁。

显然，这是一个非常耗时且麻烦的工作，并且会对业务逻辑代码产生大量改动，造成代码的可读性变差。好在，我们可以利用面向切面编程（AOP）这一编程范式😀。在不修改现有代码的基础上，通过添加行为（Advice）来解决横切关注点；将通用功能（比如日志记录）从业务逻辑中抽离出来，使得我们能够专注于业务逻辑本身。

如果您不是很了解 AOP，那么以下的链接将会很有帮助：

  1. Aspect-oriented programming
  2. 细说Spring——AOP详解（AOP概览）
  3. Spring AOP(一) AOP基本概念
  4. 面向对象困境之 —— 横切关注点
  5. Aspect Oriented Programming
  6. What is Aspect-Oriented Programming (AOP)?
  7. AOP简单介绍

1、.NET 平台下的 AOP 实现

有非常多的编程语言都实现了 AOP，您可以在这里查看比较详细的列表。但我们的项目是基于 .NET / .NET Framework 的，使用的日志框架也是 log4net，所以我们重点关注 .NET 平台下的 AOP 框架：

名称logo描述
PostSharp.ilPOSTSHARP.ILPostSharp 旗下商业产品，一个基于 MSIL 的 .NET 下的面向切面框架，拥有功能受限的免费版本。
MetalamaMETALAMAPostSharp 旗下商业产品，一个 C# 中用于简洁代码的框架，拥有功能受限的免费版本。（MSDN 上提供了 Metalama 的教程）
Castle DynamicProxyDynamicProxy一个用于在运行时动态生成轻量级 .NET 代理的库。代理对象允许在不修改类代码的情况下拦截对对象成员的调用。类和接口都可以被代理，但是只有虚成员可以被拦截。许多其他框架（如 Spring.NET、AspectCore-Framework 等）都内部使用了 Castle DynamicProxy 来提供 AOP 功能。
Spring.NETSPRING.net一个全功能的 .NET 应用程序框架，不仅提供了依赖注入和面向切面编程（AOP），还提供了数据访问抽象、ASP.NET 集成等功能（更多详细介绍）。
AspectCore-FrameworkDynamicProxyAspectCore 是一个面向 .NET Core 和 .NET Framework 的基于 AOP 的跨平台框架。Core 支持切面拦截器、依赖注入集成、Web 应用程序、数据验证等。

以上都是最近仍有更新的项目；如果您想要了解还有哪些更多 .NET 平台下的 AOP 框架仍然是活跃的，可以参考如下回答：

  1. What is the best implementation for AOP in .Net?
  2. What Aspect-Oriented Programming (AOP) libraries for .NET are still actively developed?

2、实践

对于上面介绍的几个 .NET 平台下的 AOP 实现，笔者只用过 PostSharp.il（尽管它是一个商业产品）。一是其使用门槛不高，很容易上手；二是 PostSharp 还是提供了功能受限的免费版本 —— PostSharp [Essentials] 的，而且即便功能受限，完成日志记录这一简单需求还是绰绰有余的。

此外，PostSharp Technologies 为学生、教室、开源项目、MVP、博客作者、流媒体主播、用户组领导者以及黑客马拉松等提供了免费的 Metalama 和 PostSharp 许可证。如果您需要，完全可以在他们的官方网站上申请免费许可证，以体验完整版（PostSharp [Ultimate]）的所有功能。

PostSharp [Ultimate] 包括以下所有单独的 PostSharp 产品：

  • PostSharp [Framework]：构建您自己的切面，并开始从您的 .NET 代码库中消除样板代码。
  • PostSharp [Logging]：在对源代码没有任何影响的情况下为您的 .NET 项目添加高度详细的日志记录。
  • PostSharp [MVVM]：消除 INotifyPropertyChanged 样板代码等。
  • PostSharp [Threading]：在 .NET 中编写可验证的线程安全代码，而不用绞尽脑汁。
  • PostSharp [Caching]：通过一个简单的自定义属性来提高您的 .NET 应用程序性能。

postsharp.il Products

到这里已经很明显了：如果我们只是想为现有的应用程序添加日志记录的功能。那么单独的 PostSharp [Logging] 产品就可以满足需求了。

以下是配置 PostSharp [Logging] 的简略步骤：

📌 为什么只有简略步骤？

因为所有步骤都非常简单，按照简略步骤中的外部链接提示操作即可。

  1. 首先创建一个简单的应用程序（比如：使用 .NET 创建 Windows 窗体应用）
  2. 有关如何开始使用 PostSharp.il 的介绍参考官方网站的 Get started 即可。
  3. 如何将 PostSharp [Logging] 添加到我们的代码库，参考官方文档的 Getting Started with PostSharp Logging 即可。
  4. 如何将 PostSharp [Logging] 连接到 log4net 目标日志框架，参考官方文档的 Writing PostSharp Logging events to log4Net 即可。
  5. 如何配置日志信息的详细程度，参考官方文档的 Adjusting Logging Verbosity 即可（可选步骤）。
  6. 下图展示了一个日志文件的生成位置及内容示例：
    生成的日志
  7. 完整源码请参考 WinFormsApp4DotNet。

结果

最终我们（在对源代码没有任何影响的情况下）将日志记录添加到项目方法中。我们将获得程序执行的超详细日志，包括参数值和返回值。可以添加、删除或重命名方法或其参数；无需担心，日志条目将与每个更改保持同步。将日志记录添加到代码库并维护它成为一项非常简单的任务。

📜 笔记
除了用于记录日志，面向切面编程（AOP）还有几种常见的应用场景：

  • 监控方法运行时间：通过 AOP 可以方便地统计方法的运行时间，从而进行性能分析；
  • 权限控制：通过 AOP 可以在方法执行前进行权限验证，从而实现统一的权限控制；
  • 缓存优化：例如，第一次调用查询数据库，将查询结果放入内存对象，第二次调用时，直接从内存对象返回，不需要查询数据库；
  • 事务处理：可以在方法执行前后进行事务的开启和提交，实现统一的事务管理；
  • 异常处理：可以在方法抛出异常后进行统一的异常处理；
  • 资源池管理：可以在方法执行前后进行资源的获取和释放，实现统一的资源管理；
  • …

总之，只要有大量重复的样板代码，或者有一些公共功能需要在多个地方使用，就可以考虑使用 AOP。

3、外部链接：

  • C#进阶系列——AOP？AOP！
  • 如何优雅地记录操作日志？
  • SpringBoot AOP 详解和多种使用场景
  • Spring AOP在项目中的典型应用场景

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