OSGi实战

前言

　　早在2000年，我刚开始从事OSGi相关技术工作时，无法预料自己会在10年后继续从事该领域的工作。那时，OSGi瞄准了嵌入式市场，但那不是我感兴趣的领域。我想创建高动态性、模块化的应用，恰巧OSGi给了我实现上述目标的可能。当时，还没有免费的OSGi框架的实现，所以2000年12月我在柏林自由大学工作时，开始着手开发自己的OSGi开源框架实现Oscar。后来Oscar随我一起搬到格勒诺布尔，因为我去了约瑟夫·傅里叶大学工作。也就是在这里Oscar开始蓬勃发展。　　随着OSGi技术的发展，Oscar于2004年加入了ObjectWeb开源联盟，后来又于2005年发展成为Apache 软件基金会的Felix项目。我很幸运地受到了OSGi联盟的邀请，直接参与制定OSGi第4版规范，OSGi R4规范于2004年发布。自那时起，我参与了OSGi规范制定的相关工作。起初我是一名学术研究者，2008年我加入Sun公司（已被Oracle收购）的Glass Fish团队，最近一直从事行业相关问题的研究。在最近10年间很多东西都发生了改变。　　OSGi技术已不再局限于嵌入式市场，而是发展成为一个面向Java的成熟模块化系统。这种转变在2004年Eclipse IDE采用OSGi重构其插件系统时，帮了很大的忙。由于Spring和其他主要的应用服务器在企业应用领域对OSGi技术的采纳，进一步促成了OSGi技术的持续发展。尽管Java模块化仍在不断发展，但在未来很长一段时间里OSGi技术会扮演重要角色。现在说说本书。　　几年以来我一直想写一本介绍OSGi的书，但是考虑到任务的艰巨以及没有时间，我并未将这一念头付诸实践。在2008年的夏天，我觉得是时候行动起来了，于是开始写作但很快又停滞不前了。直到Karl和Stuart以及后来David的加入，我才最终得偿所愿。我们各自有着不同的OSGi经验，将我们各自擅长的方面组合在一起，就包括了OSGi的全部内容。尽管如此，本书的写作仍旧历时两年多，期间经历过工作的变动以及几个孩子的降生。希望我们的努力能够对你有所帮助。　　Richard S. Hall

内容概要

Richard S. Hall是Apache Felix框架开发组重要成员。2000年以后Richard参与了OSGi的开源工作并于2004年加入OSGi联盟。Richard还是Apache软件组织成员，目前在Oracle的GlassFish项目组工作，帮助解决OSGi的相关问题。

Karl Pauls是Apache Felix Framework Security Provider项目的实现者，Apache Felix框架开发组的核心成员。Karl还是Apache软件组织成员，参与开发过多个Apache项目以及其他的开源项目。目前Karl是Luminis的一位研究员。

书籍目录

目 　 　录

第一部分 　OSGi：模块化、生命周期和服务

第1章 　揭开OSGi的面纱　　2

1.1 　OSGi的定义和目标　　3

1.1.1 　Java模块化的不足　　3

1.1.2 　OSGi能帮助你吗　　6

1.2 　OSGi架构概览　　6

1.2.1 　OSGi框架　　7

1.2.2 　将它们结合起来　　10

1.3 　Hello, world!　　10

1.3.1 　模块层示例　　10

1.3.2 　生命周期层示例　　12

1.3.3 　服务层示例　　13

1.3.4 　场景设置　　15

1.4 　OSGi的相关技术　　16

1.4.1 　Java EE　　16

1.4.2 　Jini　　17

1.4.3 　NetBeans　　17

1.4.4 　JMX　　17

1.4.5 　轻量级容器　　18

1.4.6 　Java 业务集成　　18

1.4.7 　JSR 277　　19

1.4.8 　JSR 294　　19

1.4.9 　SCA　　19

1.4.10 　.NET　　20

1.5 　小结　　20

第2章 　精通模块化　　21

2.1 　什么是模块化　　21

2.2 　为什么使用模块化　　24

2.3 　模块化绘图程序　　24

2.4 　bundle　　27

2.4.1 　bundle在物理模块化中扮演的角色　　28

2.4.2 　bundle在逻辑模块化中扮演的角色　　29

2.5 　使用元数据定义bundle　　30

2.5.1 　可读信息　　31

2.5.2 　bundle标识　　32

2.5.3 　代码可见性　　34

2.5.4 　类搜索顺序　　42

2.6 　完成绘图程序设计　　43

2.6.1 　提高绘图程序的模块化　　44

2.6.2 　启动新的绘图程序　　46

2.7 　OSGi依赖解析　　46

2.7.1 　自动解析依赖　　47

2.7.2 　使用约束保证一致性　　51

2.8 　回顾模块化绘图程序的好处　　56

2.9 　小结　　59

第3章 　生命周期　　60

3.1 　生命周期管理　　60

3.1.1 　什么是生命周期管理　　61

3.1.2 　为什么需要生命周期管理　　62

3.2 　OSGi bundle的生命周期　　63

3.2.1 　将生命周期引入绘图程序　　63

3.2.2 　OSGi框架在生命周期中的作用　　65

3.2.3 　bundles激活器的清单文件条目　　66

3.2.4 　生命周期API　　67

3.2.5 　生命周期状态图　　72

3.2.6 　bundle缓存和框架重启　　73

3.3 　在bundle中使用生命周期API　　74

3.3.1 　配置bundle　　75

3.3.2 　部署bundle　　76

3.3.3 　检查框架状态　　81

3.3.4 　持久化bundle状态　　82

3.3.5 　事件监听　　85

3.3.6 　bundle自我销毁　　87

3.4 　动态扩展绘图程序　　89

3.5 　生命周期与模块化　　96

3.5.1 　解析bundle　　96

3.5.2 　刷新bundle　　98

3.5.3 　当更新操作没有完成更新　　101

3.6 　小结　　103

第4章 　学习服务　　104

4.1 　什么是服务、为什么使用服务、什么时候用服务　　104

4.1.1 　什么是服务　　104

4.1.2 　为什么使用服务　　106

4.1.3 　什么时候应该使用服务　　109

4.1.4 　什么时候不应该使用服务　　110

4.1.5 　仍然不确定　　110

4.2 　OSGi服务实战　　111

4.2.1 　发布服务　　112

4.2.2 　查找并绑定服务　　114

4.3 　处理动态性　　117

4.3.1 　避免常见的陷阱　　118

4.3.2 　监听服务　　121

4.3.3 　服务跟踪　　126

4.4 　在绘图示例中使用服务　　129

4.4.1 　定义图形服务　　129

4.4.2 　发布图形服务　　129

4.4.3 　跟踪图形服务　　130

4.5 　将服务关联到模块层和生命周期层　　131

4.5.1 　为什么不能看到我的服务　　131

4.5.2 　能否提供一个bundle特有的服务　　132

4.5.3 　应该在何时释放服务　　133

4.5.4 　何时注销服务　　133

4.5.5 　应该将接口分开打包吗　　133

4.6 　标准服务　　134

4.6.1 　核心服务　　134

4.6.2 　compendium服务　　135

4.7 　小结　　136

第5章 　深入分析模块化特性　　138

5.1 　管理导出　　138

5.1.1 　导入导出包　　139

5.1.2 　隐式导出属性　　142

5.1.3 　强制导出属性　　143

5.1.4 　导出过滤　　145

5.1.5 　复制导出　　146

5.2 　导入解耦　　147

5.2.1 　可选导入　　147

5.2.2 　动态导入　　148

5.2.3 　可选导入与动态导入的比较　　149

5.2.4 　日志示例　　150

5.3 　需要的bundle　　153

5.3.1 　声明bundle依赖关系　　154

5.3.2 　聚合分割包　　155

5.3.3 　bundle依赖的相关问题　　158

5.4 　将bundle划分为片段　　158

5.4.1 　片段　　159

5.4.2 　本地化中使用片段　　161

5.5 　处理与环境相关的问题　　164

5.5.1 　依赖执行环境　　165

5.5.2 　构建本地库　　166

5.6 　小结　　168

第二部分 　OSGi实践

第6章 　走近bundle　　170

6.1 　将JAR转换成bundle　　170

6.1.1 　选取bundle标识　　171

6.1.2 　导出包　　173

6.1.3 　发现需要导入的包　　177

6.1.4 　嵌入与导入　　181

6.1.5 　增加对生命周期的支持　　181

6.1.6 　JAR文件转换为bundle的简要说明　　183

6.2 　分割一个应用到多个bundle　　184

6.2.1 　创建一个大型bundle　　184

6.2.2 　将代码拆分到多个bundle中　　193

6.2.3 　降低模块耦合　　197

6.2.4 　是否要转换成bundle　　201

6.3 　小结　　204

第7章 　测试应用程序　　206

7.1 　迁移测试到OSGi　　206

7.1.1 　容器内测试　　207

7.1.2 　创建测试bundle　　208

7.1.3 　覆盖所有基础　　210

7.2 　模拟OSGi　　212

7.2.1 　测试期望的行为　　213

7.2.2 　模拟实战　　214

7.2.3 　模拟意外情景　　215

7.2.4 　处理多线程测试　　216

7.2.5 　暴露竞态条件　　218

7.3 　OSGi高级测试　　219

7.3.1 　OSGi测试工具　　220

7.3.2 　在多个框架中运行测试　　221

7.3.3 　单元测试　　225

7.3.4 　集成测试　　226

7.3.5 　管理测试　　228

7.4 　小结　　230

第8章 　调试应用　　232

8.1 　调试bundle　　232

8.1.1 　调试实战　　234

8.1.2 　使用HotSwap解决问题　　239

8.2 　解决类加载相关问题　　243

8.2.1 　ClassNotFoundException与NoClassDefFoundError　　244

8.2.2 　类型转换问题　　246

8.2.3 　使用uses约束　　247

8.2.4 　同Class.forName()划清界限　　249

8.2.5 　线程上下文类加载器　　252

8.3 　追踪内存泄漏　　254

8.4 　悬挂服务　　258

8.4.1 　查找悬挂服务　　259

8.4.2 　防止悬挂服务　　259

8.5 　小结　　261

第9章 　管理bundle　　262

9.1 　包和bundle的版本控制　　262

9.1.1 　有效的版本控制　　263

9.1.2 　包的版本控制　　264

9.1.3 　bundle的版本控制　　266

9.2 　配置bundle　　267

9.2.1 　配置管理服务　　268

9.2.2 　元类型服务　　276

9.2.3 　首选项服务　　279

9.3 　延迟启动bundle　　281

9.3.1 　激活策略　　281

9.3.2 　使用激活策略　　283

9.4 　小结　　284

第10章 　管理应用　　285

10.1 　部署bundle　　285

10.1.1 　管理代理　　285

10.1.2 　OSGi bundle仓库　　287

10.1.3 　部署管理服务　　294

10.2 　指定bundle激活顺序　　301

10.2.1 　介绍启动级别服务　　302

10.2.2 　使用启动级别服务　　303

10.3 　小结　　306

第三部分 　高级主题

第11章 　组件模型和框架　　308

11.1 　面向组件　　308

11.1.1 　什么是组件　　309

11.1.2 　为什么需要组件　　310

11.2 　OSGi与组件　　311

11.2.1 　OSGi面向服务的组件模型　　311

11.2.2 　改进OSGi组件模型　　312

11.2.3 　使用组件的绘图示例　　316

11.3 　声明式服务　　316

11.3.1 　构建声明式服务组件　　317

11.3.2 　使用声明式服务提供服务　　318

11.3.3 　利用声明式服务使用服务　　319

11.3.4 　声明式服务组件生命周期　　324

11.4 　小结　　330

第12章 　高级组件框架　　331

12.1 　Blueprint容器　　331

12.1.1 　Blueprint架构　　332

12.1.2 　用Blueprint提供服务　　332

12.1.3 　通过Blueprint使用服务　　335

12.1.4 　Blueprint组件生命周期　　339

12.1.5 　Blueprint高级特性　　343

12.2 　Apache Felix iPOJO　　347

12.2.1 　构建iPOJO组件　　348

12.2.2 　通过iPOJO提供服务　　349

12.2.3 　通过iPOJO使用服务　　350

12.2.4 　iPOJO组件生命周期　　355

12.2.5 　使用iPOJO实例化组件　　358

12.3 　混合和匹配　　362

12.4 　小结　　364

第13章 　启动和嵌入OSGi框架　　365

13.1 　标准启动和嵌入　　365

13.1.1 　框架API概览　　366

13.1.2 　创建框架实例　　367

13.1.3 　配置框架　　369

13.1.4 　启动框架实例　　370

13.1.5 　停止框架实例　　371

13.2 　启动框架　　372

13.2.1 　确定安装哪些bundle　　373

13.2.2 　干净地关闭　　373

13.2.3 　配置、创建和启动框架　　374

13.2.4 　安装bundle　　374

13.2.5 　启动bundle　　375

13.2.6 　启动主bundle　　375

13.2.7 　等待关闭　　376

13.3 　嵌入框架　　377

13.3.1 　内部还是外部　　378

13.3.2 　谁在控制　　380

13.3.3 　嵌入式框架示例　　381

13.4 　小结　　386

第14章 　确保应用程序的安全　　388

14.1 　使用安全或者不使用安全　　388

14.2 　安全：努力尝试使用　　390

14.3 　OSGi特定的权限　　393

14.3.1 　PackagePermission　　393

14.3.2 　BundlePermission　　394

14.3.3 　AdminPermission　　395

14.3.4 　ServicePermission　　396

14.3.5 　相对文件权限　　397

14.4 　使用条件权限管理服务管理权限　　397

14.4.1 　条件权限　　397

14.4.2 　条件权限管理服务　　398

14.4.3 　bundle 位置条件　　400

14.4.4 　使用Conditional- Permission Admin　　400

14.4.5 　实现一个策略文件读取器　　404

14.5 　数字签名的bundle　　405

14.5.1 　学习术语　　406

14.5.2 　创建证书和签名bundle　　406

14.5.3 　BundleSignerCondition　　408

14.6 　本地权限　　410

14.7 　高级权限管理　　411

14.7.1 　自定义条件概览　　411

14.7.2 　基于日期的条件　　412

14.7.3 　用户输入条件　　414

14.8 　汇总　　417

14.9 　小结　　421

第15章 　Web应用和Web服务　　422

15.1 　创建Web应用　　422

15.1.1 　使用HTTP服务规范　　424

15.1.2 　使用Web应用规范　　432

15.1.3 　标准WAR：Web URL处理程序　　436

15.2 　提供和使用Web服务　　437

15.2.1 　提供一个Web服务　　438

15.2.2 　使用Web服务　　441

15.2.3 　发布服务　　445

15.3 　小结　　452

附录A 　构建 bundle　　453

附录B 　OSGi标准服务　　466

编辑推荐

《OSGi实战》由Richard S. Hall、Karl Pauls、Stuart McCulloch、David Savage联手打造，系统、全面、深入地阐述OSGi的重要特性及其使用方法。理论与实践相结合，能指导实际开发。《OSGi实战》通过精彩的讲解和贴近实战的丰富示例，帮助读者完成“入门-进阶-提高”三级跳。

作者简介

《 OSGi实战》是学习OSGi的全面指导，利用与架构和开发人员相关的示例清楚地讲解OSGi概念，同时探讨了很多实践场景和技术，阐述了开发人员有多需要OSGi，怎么将OSGi嵌入其他容器中，将遗留系统移入OSGi的最佳实践，等等。 

 《OSGi实战》面向OSGi规范的使用者，系统、全面、深入地阐述OSGi的重要特性及其使用方法，还介绍了某些技术的低层实现细节，引领读者畅游OSGi的世界。

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