OSGi到底给我们带来了什么[附PPT和Demo]

boss44

　　算算时间，接触OSGi已有2年半时间了，我一直在探索OSGi给我们带来的变化，同时我们也在实施OSGi。回想起来，我对OSGi也算是一见钟情。在接触OSGi的这2年半时间里，我翻译了OSGi规范，并设计了面向.NET的OSGi.NET规范，然后我们用了1年半的时间来实现OSGi.NET产品。之后，我们便开始体验OSGi到底给我们带来了什么。
　　从2005年开始，我一直在探索一种自组合的插件化框架，从而来构建一个UIShell平台。“UIShell”是我们的梦想，我们希望构建一个SaaS应用商店，从而改变人们开发、购买、使用、销售软件的方式。这个梦想现在已经初步实现了，我们已经构建了第一个融合开发商、消费者和运营商的SaaS应用商店平台。这个平台的构建完全是基于OSGi思想之上的。它实现了这样的一个功能：开发者通过SDK可以开发基于AppStoreSDK的应用，AppStoreSDK是基于OSGi.NET来构建的；消费者通过SaaS应用商店平台来购买SaaS应用，然后下载或者在线使用应用，所有的应用都是运行在AppStoreRuntime之上的，AppStoreRuntime是应用的虚拟运行时，基于OSGi.NET来构建。下图是这个平台的软件体系结构。接下来我来介绍一下我们在OSGi.NET体验。

　　1 什么是OSGi
　　简而言之，OSGi是一个动态模块化框架的规范，提供了插件化、面向服务和插件扩展三大功能。这个规范体现非常重要的2点：“模块化”和“动态”。
　　（1）模块化
　　在OSGi规范中的模块是一种规范化的完全物理隔离的模块。每一个模块拥有独立的文件结构、独立的类型空间、独立的资源等，模块是重用的单元，不可再切割。模块间互不干扰和影响。
　　（2）动态
　　OSGi的动态体现在“面向服务架构支持”、“可扩展”和“生命周期”之上。
　　在OSGi中，模块是一个完全物理隔离的单元，模块间的通讯是基于面向服务架构思想来实现的。在这里，服务=接口 + 实现。此外，OSGi提供了一个服务注册表，模块可以向服务注册表注册其提供的服务，并且可以从服务注册表动态的查询和绑定服务。由于服务是动态可替换的，我们无法确认我们需要的服务由谁来提供、什么时候提供、什么时候被替换成另一个服务实现。
　　OSGi构建的模块是完全可重用的模块，如果我们要更新模块的功能，我们有一种选择，那就是使用其提供的模块扩展功能。OSGi的模块扩展是基于ExtensionPoint-Extension方式来实现扩展，提供扩展功能的模块定义一个ExtensionPoint，而实现扩展的模块则定义一个Extension。当实现扩展的模块被启动或停止时，它会向提供扩展的模块注册扩展或者卸载扩展。
　　每一个模块具有一个确定的生命周期状态，OSGi中有四个持久状态和两个瞬时状态。持久状态分别为Installed、Resolved、Active和Uninstalled，瞬时状态分别为Starting和Stopping。内核暴露了生命周期状态操作接口，从而，我们可以通过更改模块的生命周期状态来改变其提供的功能。
　　此外，OSGi体现了一种更为灵活的软件体系结构，我把它归纳为“横向切割 + 纵向分层”。在下图中，一个应用系统由Movies模块和Logs功能组成，每一个功能都需要获取用户输入、验证、业务操作和数据访问。在这，应用系统=Movies功能 + Logs功能 + 其它功能，即应用系统是功能的横向组成；然而，功能 = 获取用户输入代码 + 验证代码 + …，即每一个功能是代码的纵向组织而成的。一个应用系统中，功能间的交互一般很少，而功能内部的实现则非常的耦合。OSGi更是体现了这种行为，基于OSGi，每一个应用系统按照功能被横向切割成不同模块，而每一个模块又根据不同的复杂度进行纵向分层架构，这种思想与软件工程的“高内聚、低耦合”非常的吻合。因此，我非常喜欢OSGi提倡的软件体系结构。

　　目前，OSGi已经被以下公司应用在不同的软件系统。
　　ØIBM的Eclipse、WebSphere
　　ØOracle的Weblogic
　　ØParamus的Infiniflow Service Fabric
　　ØProSyst的ModuleFusion
　　ØRed Hat的JBoss
　　ØSpringSource的SpringSource应用平台
　　ØSun Microsystem的GlassFish企业服务器
　　ØBWM车载系统
　　Ø尤埃SaaS引擎云计算PaaS平台
　　2 OSGi解决了什么问题
　　在我看来，OSGi着重解决了以下三个问题：重用性、软件复杂度和可维护性。
　　（1）可重用性
　　重用已经是个老话题了，然而重用实施并没有那么简单，原因有：没有统一标准、需要合理的设计与科学的方法、习惯于代码级的低层次重用等。在OSGi里面，重用的粒度为模块。每一个物理隔离的模块为重用的基本单元，其重用的方法可以为：（1）在一个OSGi内核中安装一个模块从而来重用该模块的功能；（2）建立一个模块仓库，实现仓库级重用；（3）直接将一个模块拷贝过来。标准的重用方式，不需要修改任何的代码，不对其它模块产生任何的影响。
　　（2）软件复杂度
　　一个复杂的软件系统一般都需要一个架构完整的团队来实施，这样的系统也更需要一个灵活的软件体系架构。我经常听到用户给我的抱怨说，他们的应用系统构建和维护都非常的痛苦。目前RUP、MOF的提出都是要从一定程度上解决软件复杂度问题。我曾在Sybase工作，我们公司也构建了一个框架来保证复杂系统的构建。一个复杂软件系统通常需要几个部分配合来实施。没有一个灵活、符合团队配合的架构，想要实施这种应用系统，其复杂度是可以想象的。OSGi提供了一个模块化组合的思想，由架构师团队对整个系统进行模块化拆分，每一个模块再由不同的团队来实施，这样能够确保团队间不会太多的影响与干扰，也同时降低了模块实施的复杂度。
　　（3）可维护性
　　软件维护是一件非常痛苦的事情，通常在修改一个Bug或者添加一个新的功能时，我们都可能会引入新的Bug，这是因为软件内部的依赖比较复杂，从而“牵一发，动全身”。在维护过程中，我们最担心的就是引入Regression，Regression就是“回退”，即我们修改Bug时让以前可以工作的功能不能够再工作了。OSGi通过模块化分割、面向服务通讯方式来降低模块间的依赖与影响，也使得模块维护负担减轻，从而能够改善我们维护的负担。另外，软件升级也是一个问题，没有一个良好的模块化组织，我们并不能通过局部更新来更少的影响整个软件系统。
　　我们在维护的过程中，也常碰到另一个问题，就是经常需要到客户所在地进行维护。OSGi能够支持动态部署，我们可以远程的动态增加与禁止某项功能、更新某个模块，甚至建立一个统一更新的模块仓库，这样我们不再需要到客户那里实施更新，减少我们的成本。
　　附件是我上个周末实施的一次关于OSGi.NET的培训和示例，大家可以看一下，以后多多交流。
　　/Files/baihmpgy/体验OSGi.NET.pdf
　　/Files/baihmpgy/MovieStore.zip
　　要运行示例，你需要下载UIOSP安装包，尤埃开放服务平台试用版下载