用Delphi实现动态代理(2)：设计说明

用Delphi实现动态代理(2)：设计说明

[Mental Studio]猛禽[Blog]

在上篇《用Delphi实现动态代理(1)：概述》中，对动态代理作了一个概要的说明，比如为什么需要这样的动态代理，它有什么用等。本篇将对我实现的这个动态代理的设计思路作一下介绍。
 

一、设计目标

如上篇中这幅动态代理结构图所示：

大致的设计目标有以下几项：

• TMDynamicProxy可以将任意接口代理到一个通用接口IMInvocationHandler上；
• IMInvocationHandler的实现不能太复杂，即TMMethodInvocation的定义要尽量简单；
• IMInvocationHandler要能够实现Remoting，即TMMethodInvocation必须可序列化；
• 需要一个IMMethodInterceptor接口，以便于实现AOP所需要的各种拦截器；
• 需要一个TMInterfaceInvoker来把IMInvocationHandler转为正确的对象调用。

从上面列出的目标可以看出，我的目标是要实现一套全新的多层框架，并且几乎是对JAVA世界里最流行的轻量容器的模仿。接下来就说明一下原因所在。
 

二、原因

我之所以对这个动态代理如此热情，源自于对DELPHI下多层技术的愤怒。想想从前在DELPHI开发多层应用有些什么？MIDAS？不可否认，MIDAS是一项很优秀的开发技术，可以在很大程度上简化多层应用的开发。但是正因为它的简单化，所以它跟RAD一样，容易让人在简单化中迷失，而看不到问题的本质--对于这种事情，我喜欢引用老郑钟道新的一个经典比喻：它（比基尼泳装）展示了令人感兴趣的部分，但却隐藏了关键的部分所显示的是让人感兴趣的部分，所掩盖的则是关键的部分（刚找到这句话的准确出处，特此纠正）。这导致的结果就是开发出大量的垃圾多层应用--至少跟大部分JAVA或CORBA多层应用相比是这样的。

虽然李维写了《Delphi 5.x多层分布式应用》系列三本书，试图深入地解析一下MIDAS，但是一方面是在这浮躁的氛围下大多数人没有心思深入研究，另一方面则是MIDAS的先天不足。

上图是我在2001年写的一份书稿[1]里的一幅插图，基本上可以说明MIDAS的整体结构，从图上可以看出MIDAS没有自己的基础技术。

其中DCOM、Socket/TCP、Web/HTTP三种连接方式，本质上还是通过COM技术实现的。Socket和Web连接是借助于ScktSrvr和HttpSrvr两个代理程序在服务端与客户端之间建立一个Tunnel来绕过Windows的安全机制或是Firewall。在这样的应用中，Remoting是靠DCOM的ORPC实现，Transactional Data Module服务端的事务处理、Pooling则是交由MTS/COM+ Container实现，而如果是用Remote Data Module/DCOM的话，则得不到这些方面的支持。

那么用CORBA连接的MIDAS呢？在后来版本的DELPHI中--大约是D5或D6开始--取消了这一支持。如果我没记错的话，在D4中的CORBA/MIDAS实现也是基于COM技术的。

最值得一提的是D6开始的SOAP支持，在这里，DELPHI终于提供了一个自己的Remoting实现，也是本文所要讨论的动态代理。不过遗憾的是，这里用的动态代理并没有被做成通用的东西，而是专门为SOAP实现定制了一个，与DELPHI的SOAP实现紧密捆绑。

正因为以上所说的原因，当Kylix出现时，我们面临着在非Windows平台下没有MIDAS的困境。虽然这并非绝境，至少还可以用SOAP/MIDAS，或是纯正的CORBA。遗憾的是SOAP的性能太差，而CORBA--且不说OMG没有提供IDL2PAS的标准--还面临着复杂性的问题。
 

三、为什么要模仿JAVA

我选择JAVA作为模仿对象的一个原因是我认为：DELPHI需要一个像RMI这样的Remoting技术。

目前流行的Remoting技术有两类：

• 一是类似于CORBA/DCOM这样的跨语言技术，这样技术需要使用“代码生成”--比如CORBA，需要先写一个定义远程对象的IDL文件，然后通过ORB提供的IDL编译器来生成具体语言的Stub/Skeleton代码；DCOM也类似，需要先写一个MIDL（DELPHI中使用TypeLib Editor实现可视化编辑）来定义服务端对象，生成服务端接口代码，编译服务端程序时，MIDL也被编译成TypeLib并以资源形式链接到服务端程序里；
• 另一种是类似于RMI这样的独有技术，Remoting的实现依赖于语言本身的动态特性或由平台提供（如.net remoting）。比如RMI，将接口实现从RemoteObject派生即可为接口提供远程访问的语义。

显然，RMI虽然牺牲了跨语言的优势（其实RMI可以通过RMI over IIOP实现与CORBA的互操作，并没有完全牺牲这一优势），但同时也避免了“代码生成”，这是一个很大的好处。

对于“代码生成”这一恶行，我是深有体会的。去年我在试图开发一个基于XML的WEB框架时，一直是用DELPHI提供的XML Data binding来做的。基本的做法是：先用工具（如XMLSPY）做好一个XML Schema(XSD)，然后用XML Data binding wizard生成DELPHI的接口和类。当然，一旦生成就可以很方便地使用了，只要在程序里操作这些接口就好了，其中各个Field都会被变成属性，并且类型也都如XSD中的定义。但问题在于程序在开发过程中，总是会有一些变化的，在这种情况下，就不得不同时开着XMLSPY修改XSD，然后重新用XML Data binding的Wizard跑一遍，非常的麻烦。做过CORBA开发的人大概也会有类似这样的体会。虽然在DELPH下做COM开发很方便，有一个可视化的TypeLib Editor可以用，但是还是不爽。

当然，如果是在“理想”的“软件蓝领”环境里，那大概要幸福得多，因为交到Coder手里的接口已经是基本上定死，照着文档做就是了，没有这样的烦恼。但对于Agiler们，这样的麻烦是不可忍受的。

模仿JAVA的另一个原因是我对非侵入的轻量级容器的向往。所谓轻量级和重量级，是相对而言的，评价的标准就是系统对用户代码的侵入性大小。

先来看看一个侵入性强的例子。比如一个典型的MTS/COM+应用，用户代码除了要实现自己定义的业务逻辑接口以外，还至少必须要实现IObjectControl接口。另外，还必须通过ObjectContext与容器进行互动，比如通过IObjectContext接口进行基本的事务和安全性操作；如果要更进一步操作事务，还要通过ITransactionContext；要进行更多安全性操作，还要通过ISecurityProperty接口等。

可以看到，像事务处理、安全性检查这些都是属于基础设施的部分，与用户的业务逻辑没有一点关系，但是这些部分又是“横切”于用户系统结构，与用户代码紧密交织在一起。而且更重要的是这些的控制权都掌握在容器框架手上，用户只能按框架的要求来做，比如MTS/COM+的安全性控制就是与Windows的域用户管理机制紧密捆绑。这带来很大的学习成本，低的灵活性，以及开发的复杂性。

为此，专家们提出了AOP的思想。AOP即Aspect Oriented Programming，面向方面编程。但AOP并不是一种要取代OOP的新技术，而是对OOP处理“横切”问题的一个补充。经典的OOP处理“横切”问题通常是采用Template Method模式或类似的方法来解决，结果就是导致了强侵入性的框架。

基于AOP的思路，非侵入的框架应运而生。

一个典型的非侵入的框架中，用户代码始终是像下面这么简洁明了：

    //  业务逻辑定义
{$M+}
    IBizIntf = Interface
        ['{3A85E46D-F3D4-4D9C-A06C-4E7C1BAC9361}']
        //  定义业务逻辑
    End;
{$M-}

    //  服务端业务逻辑实现
    TBizImpl = class(TInterfacedObject, IBizIntf)
    Protected
        //  实现业务逻辑
    end;

    //  客户端调用代码
    Var
        BizObj : IBizIntf;
    BizObj := TMDynamicProxy( TypeInfo( IBizIntf ), RemoteHandler ) As IBizIntf;
    BizObj.xxx  //  直接操作服务端对象

在这样的应用中，业务逻辑定义是用DELPHI原生的接口，而不需要另外的像IDL或TypeLib之类，这样整个开发过程都可以在DELPHI语言的范围，用户代码的开发也可以将注意力完全集中在业务逻辑的处理上。

但光有AOP的思想是不够的，还需要有实现。最初的实现是像AspectJ，在JAVA代码编译前作一次预编译，将Aspect代码织入后再用JAVA编译器编译成ByteCode。遗憾的是，这也是一种“代码生成”技术。后来一个叫Jon Tirsen的人利用动态代理设计了一种运行时织入Aspect的实现--Naning[2]。

使用这种动态织入的Interceptor技术，框架提供的附加服务都可以通过Interceptor进行切入。不论是Remoting、事务、安全性，都可以做成相应的Interceptor，然后通过配置或代码在运行时动态地将所需的Interceptor织入来实现所需要的功能。

而这一切的核心，还是“动态代理”。

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参考文献
[1]此书已经夭折，引用的插图出自已经完成的第四章，在这里下载。
[2]透明《动态代理的前世今生》（《程序员》2005年第1期）

附：我用DELPHI实现的动态代理代码可以在这里下载，还在改进中，仅供参考。（链接已更新）

[Mental Studio]猛禽 Feb.28-05, Mar.01