OSGi Bundle

OSGi Framework looks like OS,

Bundle looks like program,

OS can create a process to run program with its main function,

OSGi can start a Bundle with its Activator,

A process of OS has its features,

A bundle of OSGi has its state and features.

A process of OS can service for or communicate with other program,

A bundle of OSGi too 

Reference:http://www.ibm.com/developerworks/cn/education/opensource/os-eclipse-osgi/section4.html

重要的理论知识

好的，刚才我们已经从头到尾开发了一个基于 Equinox 框架的 Hello world 应用程序。我们发现似乎并不是很困难，很多工作 Eclipse 已经帮我们做好了，例如 Activator 代码框架和 MANIFEST.MF 文件，我们也学会了如何控制 OSGi 的控制台和编写 MANIFEST.MF 文件，但是，您真的明白它们是如何运行的么？下面我们将重点介绍一些 OSGi 运行必备的基础知识。

什么是 bundle？

我们已经看到，编写一个很普通的 Hello world 应用，必须首先创建一个 plug-in 工程，然后编辑其 Activator 类的 start 方法，实际我们这样做的本质是为 OSGi 运行环境添加了一个 bundle，那么一个 bundle 必须的构成元素是哪些呢？

1. MANIFEST.MF：描述了 bundle 的所有特征，包括名字、输出的类或者包，导入的类或者包，版本号等等，具体可以参考 表 2. MANIFEST.MF 文件属性。
2. 代码：包括 Activator 类和其它一些接口以及实现，这个和普通的 Java 应用程序没有什么特殊的区别。
3. 资源：当然，一个应用程序不可能没有资源文件，比如图片、properties 文件、XML 文件等等，这些资源可以随 bundle 一起存在，也可以以 fragment bundle 的方式加入。
4. 启动级别的定义：可以在启动前使用命令行参数指定，也可以在运行中指定，具体的 start level 的解释，请参考 后面的说明。

 

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框架做了些什么？

好了，我们已经明白 bundle 是什么了，也知道如何开发一个基本的 bundle 了，那么我们还必须要明白，我的 bundle 放在 Equinox 框架中，它对我们的 bundle 做了些什么？

图 11. Equinox 框架架构

实际上，目标平台已经为我们准备了 N 个 bundle，它们提供各种各样的服务，OSGi 中，这些 bundle 的名字叫 system bundle，就好比精装修的房子，您只需要拎包入住，不再需要自己铺地板，装吊顶了。

我们的 bundle 进入 Equinox 环境后，OSGi 框架对其做的事情如下：

1. 读入 bundle 的 headers 信息，即 MANIFEST.MF 文件；
2. 装载相关的类和资源；
3. 解析依赖的包；
4. 调用其 Activator 的 start 方法，启动它；
5. 为其提供框架事件、服务事件等服务；
6. 调用其 Activator 的 stop 方法，停止它；

 

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Bundle 的状态变更

OK, 现在我们大概明白了一个 bundle 的定义和其在 OSGi 框架中的生命周期，前面我们看到控制台可以通过 ss 命令查看所有装载的 bundle 的状态，那么 bundle 到底具有哪些状态，这些状态之间是如何变换呢？我们知道了这些状态信息，对我们有何益处？

首先，了解一下一个 bundle 到底有哪些状态：

表 3. Bundle 状态表

状态名字	含义
INSTALLED	就是字面意思，表示这个 bundle 已经被成功的安装了
RESOLVED	很常见的一个状态，表示这个 bundle 已经成功的被解析（即所有依赖的类、资源都找到了），通常出现在启动前或者停止后
STARTING	字面意思，正在启动，但是还没有返回，所以您的 Activator 不要搞的太复杂
ACTIVE	活动的，这是我们最希望看到的状态，通常表示这个 bundle 已经启动成功，但是不意味着您的 bundle 提供的服务也是 OK 的
STOPPING	字面意思，正在停止，还没有返回
UNINSTALLED	卸载了，状态不能再发生变更了

下面请看一张经典的 OSGi bundle 变更状态的图：

图 12. OSGi bundle 变更状态图

 

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Bundle 导入导出 package

OK，到现在为止，似乎一切都是新鲜的，但是您似乎在考虑，OSGi 到底有什么优势，下面介绍一下其中的一个特点，几乎所有的面向组件的框架都需要这一点来实现其目的： 面向服务、封装实现 。这一点在普通的 Java 应用是很难做到的，所有的类都暴露在 classpath 中，人们可以随意的查看您的实现，甚至变更您的实现。这一点，对于希望发布组件的公司来说是致命的。

图 13. OSGi bundle 原理

OSGi 很好的解决了这个问题，就像上面的图显示的，每个 bundle 都可以有自己公共的部分和隐藏的部分，每个 bundle 也只能看见自己的公共部分、隐藏部分和其它 bundle 的公共部分。

bundle 的 MANIFEST.MF 文件提供了 EXPORT/IMPORT package 的关键字，这样您可以仅仅 export 出您希望别人看到的包，而隐藏实现的包。并且您可以为它们编上版本号，这样可以同时发布不同版本的包。

 

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Bundle class path

这一点比较难理解，一般情况下您不需要关心这个事情，除非事情出现了问题，您发现明明这个类就在这里，怎么就是报告 ClassNotFoundException/NoClassDefExcpetion 呢？在您垂头丧气、准备砸掉电脑显示器之前，请看一下 bundle 中的类是如何查找的：

1. 首先，它会找 JRE，这个很明显，这个实际是通过系统环境的 JAVA_HOME 中找到的，路径一般是 JAVA_HOME/lib/rt.jar、tools.jar 和 ext 目录，endorsed 目录。
2. 其次，它会找 system bundle 导出的包。
3. 然后，它会找您的 import 的包，这个实际包含两种：一种是直接通过 require-bundle 的方式全部导入的，还有一种就是前面讲的通过 import package 方式导入的包。
4. 查找它的 fragment bundle，如果有的话。
5. 如果还没有找到，则会找自己的 classpath 路径（每个 bundle 都有自己的类路径）。
6. 最后它会尝试根据 DynamicImport-Package 属性查找的引用。

 

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启动级别 Start level

在 Equinox 环境中，我们在配置 hello world 应用的时候，看到我们将 framework start level 保持为 4，将 Hello world bundle 的 start level 设置为 5 。 start level 越大，表示启动的顺序越靠后。在实际的应用环境中，我们的 bundle 互相有一定的依赖关系，所以在启动的顺序上要有所区别，好比盖楼，要从打地基开始。

实际上，OSGi 框架最初的 start level 是 0，启动顺序如下：

1. 将启动级别加一，如果发现有匹配的 bundle（即 bundle 的启动级别和目前的启动级别相等），则启动这个 bundle；
2. 继续第一步，直到发现已经启动了所有的 bundle，且活动启动级别和最后的启动的 bundle 启动级别相同。

停止顺序，也是首先将系统的 start level 设置为 0：

1. 由于系统当前活动启动级别大于请求的 start level，所以系统首先停止等于当前活动启动级别的 bundle；
2. 将活动启动级别减一，继续第一步，直到发现活动启动级别和请求级别相等，都是 0。