OSGi 架構研究

OSGi 概述

?????? OSGi 是 Open Service Gateway Initiative 的簡稱，該組織建立于 1999 年，是一個非贏利機構，旨在建立一個開放的服務規范，為通過網絡向設備提供服務建立開放的標準。 OSGi 并不是專為家庭網絡而制定的，除了住宅網關，像車載電腦等其他移動嵌入式設備也都可以通過 OSGi 接入 Internet ，獲取不同的應用服務。它為服務供應商、軟件供應商、網關開發人員以及設備供應商提供了一個開放、通用的架構，使它們能互動地開發、部署和管理服務。其軟件環境基于 Sun 的 JAVA 虛擬機，并不涉及具體的連接協議。對于任何新設備，它都能夠靈活地將其納入現有網絡。可以使用 OSGi 的對象包括各種數字和模擬的機頂盒、服務網關、有線電視電纜調制解調器、消費類電子產品、 PC 、工業計算機、汽車等。

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OSGi 體系結構

以下是一張 OSGi 的體系結構圖：

從上圖的層次結構可以看出， Native Operating System 層代表的是本地硬件與操作系統， Java VM 層為跨平臺應用提供了可能。 而再往上，就是 OSGi framework 了。

Bundle 實際就是一個具有 jar(Java ARchive) 格式的文件，其中包含了 java 的 class 文件和其他資源文件（比如圖標，配置文件等等）。 Bundle 可以在自己的 manifest 文件中說明自己能夠提供哪些 java 包，其他 bundle 如果在自己的 manifest 文件中指定了它需要這個包，那他們之間就可能產生 java 包的依賴關系，這樣多個 bundle 之間就可以共享 java 包。

OSGi 在 R4 中將功能分為幾層，包括：安全層、模塊層、生命周期層、服務層和實際的服務。 OSGi 的核心實現即為 OSGi 框架，它本身也是一個 OSGi Bundle 。

名稱 ( 層 )	職責或功能
Security （安全層）	對 OSGi 環境中應用的部署和管理提供更好的安全控制。
Modules （模塊層）	主要負責 bundle 的安裝部署，更新和卸載。
Life Cycle( 生命周期層）	為 Bundle 組件的安全和生命周期操作提供了 API 定義，該層位于安全層和模塊層之上。
Services( 服務層 )	定義了一個與生命周期層緊密結合的組件動態交互模型。 OSGi 中的服務是實現了一個或多個 Java 接口的 Java 對象，通過將這些對象依據其實現的接口注冊到服務注冊表中， Bundle 組件可以發布自己的服務，查找使用服務，注冊監聽處理服務的狀態變更等。
Actual Services( 實際的服務 )	OSGi 定義的一些標準的服務接口如日志服務（ Log Service ），包管理服務（ Package Admin Service ）、啟動級別服務（ Start Level Service ）、 HTTP 服務（ Http Service ）、配置服務（ Config Admin Service ）、用戶管理服務 (User Admin Service) 等。

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OSGi 容器

現在比較流行的開放源碼的 OSGi 容器有以下三種 :

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a) ? Equinox 容器是參照 OSGi 規范第 4 版實現的，它構成了 Eclipse IDE 的核心—模塊化的 Java 運行時；它實現了 OSGi 規范 4 中規定的必須強制實現的功能，同時，它也實現了 OSGi 規范中大部分的可選功能；

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b) Knoflerfish 是 OSGi 規范第 3 版和第 4 版的開源實現，它實現了 OSGi 規范規定的必須實現的功能及部分可選功能；

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c) Apache 的 Felix 是 Apache 軟件基金會實現的 OSGi 開源容器。

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OSGi 項目實踐

技術是做出來的，不是想出來的。

以下，我將使用 Equonix 作為 OSGi 容器，來做一個小項目，將一天以來學習到的知識用到具體實踐之中。

便攜設備越來越多，連家庭主婦身邊都可能有個 PDA 或者智能手機，優秀的家庭主婦都是管帳的高手，相信做一個支出管理系統會大賣特賣。現在忽略 PDA 或是智能機用的是什么硬件配置以及接口，用 Swing 來模擬前端界面。

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我把這個系統命名為 ExpenseManager, 下面是系統的包結構：

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pratice.domain ???? ? 用來放實體類

pratice.service ????? 存放支出管理系統提供服務的接口及其實現類

pratice.uri ????????????? 界面相關的類

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完成 1.0 版時的包結構如下：

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其中， Expense 是代表一條消費記錄的實體類，其定義如下：

public class Expense {

???

??? private int id ; ????????? // 消費 ID

??? private String date ; // 消費時間

??? private String item ; // 消費項目

??? private float money ; ?? ? // 消費額

???

??? public String getDate() {

?????? return date ;

??? }

??? public void setDate(String date) {

?????? this . date = date;

??? }

……// 省略其它屬性 get,set 方法

}

ExpenseDB 類代表一個存儲消費記錄的數據庫表，提供插入，檢索數據，查詢列名等操作，類圖如下：

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ExpenseManagerService 是系統的服務接口，定義系統可以向外提供的功能，在 1.0 版中只實現了增加支出記錄功能，以后可逐步增加諸如，刪除，修改，統記等功能。下面給出接口及其實現類代碼：

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public interface ExpenseManagerService {

??? public void addExpense(Expense expense);

}

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public class ExpenseManagerServiceImpl implements ExpenseManagerService {

??? private ExpenseDB expenseDB ;

??? public ExpenseManagerServiceImpl(ExpenseDB expenseDB ) {

?????? this . expenseDB = expenseDB ;

??? }

??? public void addExpense(Expense expense) {

?????? expenseDB .addExpense(expense);

??? }

}

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ExpenseManagerURI 類是界面類，也是 bundle 中的 Activator ，繼續自 JFrame ，同時實現 BundleActivator 接口。只要在 MANIFEST.MF 中指定

Bundle-Activator: pratice.uri.ExpenseManagerURI

framework 就能通過 ClassLoader 找到 pratice.uri.ExpenseManagerURI .class 并加載后，就可以通過 newInstance() 方法創建一個 BundleActivator 的實例，然后調用 public void start(BundleContext context) 方法和 void stop(BundleContext context) 方法來管理 bundle 的生命周期。代碼略。

?????? AddExpenseDialog 是增加支出記錄的對話框。

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MANIFEST.MF 文件內容如下：

Manifest-Version : 1.0

Bundle-ManifestVersion : 2

Bundle-Name : ExpenseManager Plug-in

Bundle-SymbolicName : ExpenseManager

Bundle-Version : 1.0.0

Bundle-Activator : pratice.uri.ExpenseManagerURI

Bundle-Localization : plugin

Import-Package : org.osgi.framework; version ="1.3.0 "

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布署到 Equonix 容器后，執行效果見下圖：

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點擊添加記錄，跳出加支出記錄的對話框。

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輸入數據提交后，在管理系統界面點擊支出列表，羅列出支出記錄。

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為顯示 OSGi 架構支持即插即用，動態部署的特性，在 1.1 版中增加統計消費額的功能，只要 執行 Equonix 框架 提供的更新命令， framework 就完成對 bundle 的升級工作。為此，對源代碼進行相應修改。

ExpenseManagerService 接口增加統計方法，實現類與 ExpenseDB 類作相應修改。

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public interface ExpenseManagerService { ?

??? public void addExpense(Expense expense);

??? public float sumAllCost ();

}

public class ExpenseManagerServiceImpl implements ExpenseManagerService {

??? private ExpenseDB expenseDB ;

??? public ExpenseManagerServiceImpl(ExpenseDB expenseDB) {

?????? this . expenseDB = expenseDB;

??? }

??? public void addExpense(Expense expense) {

?????? expenseDB .addExpense(expense);

??? }

??? public float sumAllCost() {

?????? return expenseDB .sumAllCost();

??? }

}

public class ExpenseDB {

???

??? private List<Expense> expenseList ;

……// 其余代碼省略

??? public float sumAllCost() {

?????? float sum = 0;

?????? for ( int i = 0; i <= expenseList .size(); i++ ){

?????????? sum += ((Expense) expenseList .get(i)).getMoney();

?????? }

?????? return sum;

??? }

}

MANIFEST.MF 文件內容如下：

Manifest-Version : 1.0

Bundle-ManifestVersion : 2

Bundle-Name font-size: 10pt; color: black; font-family:

OSGi架構研究