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1. OSGi Konzepte
Thementag OSGi
03.11.2009
Autor:
Christoph Schmidt-Casdorff

2. Agenda
Modularisierung
OSGi – ein Einstieg
OSGi-Architektur
– Modularisierung
– Dynamik von Bundles
– Servicekonzept
Zusammenfassung
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3. Agenda
Modularisierung
OSGi – ein Einstieg
OSGi-Architektur
– Modularisierung
– Dynamik von Bundles
– Servicekonzept
Zusammenfassung
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4. Agenda
Quelle : http://techdistrict.kirkk.com/2009/08/13/modularity-by-example
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5. Modularität – „Teile und Herrsche“
Prinzip „Teile und Herrsche“
Bausteine eines Softwaresystems sind Softwareeinheiten
(Module), die
– einen möglichst großen Grad an Isolierung/Unabhängigkeit
zum Systemkontext besitzen
– definierte Abgrenzungen zum Systemkontext und anderen
Modulen besitzen
Kann ein Modul in Java formuliert werden?
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6. Modularität in Java
Sichtbarkeit von Klassen
Package
– Einzige Strukturierung jenseits der Klassen
– Hat Sichtbarkeitsregeln
– Sichtbarkeiten sind nicht hierarchisch
• Sichtbarkeiten sind nur innerhalb eines Packages eingeschränkt
JAR
– Ist eine auslieferbare Ansammlung von Klassen/Ressourcen
– Keine Sichtbarkeiten auf dieser Ebene
– Wäre Kandidat für Modul
Java bietet keine Unterstützung zur Modularisierung
– Es muss etwas getan werden
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7. Module
Module
– Sind Softwareeinheiten (physisch)
– Können Abhängigkeiten untereinander definieren
• Veröffentlichung für andere Module
• Import von Veröffentlichung anderer Module
– Können unabhängig voneinander de-/installiert werden
Ein Modul kann aktiv bestimmen, welche Teile von ihm
privat und welche öffentlich sind
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8. Komponentenmodelle
Komponentenmodelle sind gelebte Modularität
– Liefern ein(e) Verfahren / Modell / Spezifikation zur Modularisierung
Komponentenmodelle definieren Verträge,
– wie eine Komponente aufgebaut ist
– wie Abhängigkeiten zwischen Komponenten beschrieben werden
• welche Klassen exportiert / importiert werden
– welche Anforderungen eine Komponente an den Systemkontext
stellen kann
Begriffe Modul und Komponente verwenden wir synonym
– Module zielen mehr auf physische Struktur ab
– Komponenten sind allgemeiner (auch auf logische Strukturen)
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9. Komponentenframework
Komponentenframework
– Laufzeitumgebung für Module
– Implementierung des Vertragwerks
Dirigent im Orchester der Module
– De-/Installation von Modulen
– Auflösung der Abhängigkeit zwischen den Modulen
– Integration der Module in das Gesamtsystem
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10. Warum Komponenten?
Komponenten
– Komponenten sind ‚missing link‘ zwischen Architektur und
OO-Design
– Wichtige Strukturierungsebene für den Übergang
Management von Abhängigkeiten
– Unnötige Abhängigkeiten
• Erhöhen Komplexität der Anwendung
• Sind Haupttreiber von ‚rotten design‘
Isolierte Entwicklung
– Anwendung ist eine Zusammenstellung von Komponenten
– Geschieht erst auf Integrationsplattform
– Idee: Anwendungsentwicklung als Baukasten
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11. Agenda
Modularisierung
OSGi – ein Einstieg
OSGi-Architektur
– Modularisierung
– Dynamik von Bundles
– Servicekonzept
OSGi Compendium Services
Zusammenfassung
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12. Modularisierung und Java
Java besitzt keine Unterstützung zur Modularisierung
Bietet aber technologische Vorrausetzungen für Modularisierung
– Classloader-Konzept
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13. OSGi
OSGi
– Modularisierung mittels Java
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14. OSGi – historischer Abriss
Open Gateway Service initiative
OSGi ist eine Spezifikation
– Durch OSGi Alliance organisiert
– Gegründet 1999
Wurzeln von OSGi liegen in Anwendungen für Mobile Endgeräte
Mittlerweile engagiert sich OSGi im Bereich der Java Middleware
– Aktuelle Version der Spezifikation ist 4.1
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15. Agenda
Modularisierung
OSGi – ein Einstieg
OSGi-Architektur
– Modularisierung
– Dynamik von Bundles
– Servicekonzept
OSGi Compendium Services
Zusammenfassung
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16. OSGi-Architektur - Modularisierung
OSGi Konzepte Seite 17 / 38

17. OSGi-Architektur - Modularisierung
Module heißen in OSGi Bundle
Bundle sind normale jar-Dateien
Enthalten aber selbstbeschreibende Informationen
– Ablage als Manifest-Datei
– Vertrag des Bundles mit dem OSGi Framework
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18. Bundle-Selbstbeschreibung
Bundle-beschreibende Informationen sind beispielsweise
– Name, Identifikation, Version
– Angabe der zu veröffentlichen Klassen/Ressourcen
• Auf Ebene von java-Packages
• Versioniert
– Angabe von zu importierenden Klassen/Ressourcen
• Auf Ebene von java-Packages
• Versioniert
– Angabe von zu importierenden Bundles
• Versioniert
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19. Beispiel einer Manifest-Datei
Version: 1.0
Bundle-ManifestVersion: 2
Bundle-Name: HelloWorld
Bundle-Version: 1.0
Bundle-SymbolicName:sample.HelloWorld
Bundle-ClassPath: .,
target/dependency/junit-3.8.1.jar
Bundle-Activator:sample.internal.Activator
Export-Package:sample
Import-Package: common.commons,sample;
version="[3.0.0, 4.0.0)",
org.osgi.framework
Require-Bundle:com.sample.chess,
com.sample.chess.core;version="2.0"
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20. Sichtbarkeiten von Ressourcen
Die Modularisierung bedingt Sichtbarkeiten von Ressourcen
– Private Ressourcen müssen vor anderen Bundles versteckt
werden
– Öffentliche Ressourcen müssen anderen Bundles zugänglich
gemacht werden (Export)
– Angeforderte Ressourcen müssen bereitgestellt werden (Import)
OSGi löst Sichtbarkeiten über eine komplexe Classloader-Hierarchie
– Jedes Bundle hat seinen eigenen Classloader
– Ein Bundle wird durch die von ihm angeforderten Bundles
(transitiv) erweitert
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21. Sichtbarkeiten von Ressourcen
Bundles können in unterschiedlichen Versionen koexistieren
Die Konsistenz eines Bundles beeinflusst den Zustand anderer
Bundles
– Export / Import
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22. OSGi-Architektur – Life Cycle
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23. Life Cycle Layer - Dynamik von Bundles
Offene Fragen
– Ist in OSGi die Abhängigkeit zwischen Bundles statisch? NEIN
– Welche Folgen hat die De-/ Installation eines Bundles ?
• Imports sind womöglich nicht mehr aufzulösen
– Wo wird denn die eigentliche Logik angestoßen?
• Wo geht eine OSGi-Anwendung los?
Mit diesen Fragen beschäftigt sich der Life Cycle Layer
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24. Laufzeitzustände von Bundles
Start des Bundles
Importe korrekt aufgelöst
Stop des Bundles
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25. Dynamik von Bundles
OSGi Framework
– Ist für die Zustände der Bundles verantwortlich
• Genauer gesagt : management agent
– Prüft die Zustände dynamisch
• Selbstheilung des OSGi Frameworks
Bundle kann spezifischen Code ausführen
– Während der Aktivierungsphase (start)
– Während der Deaktivierungsphase (stop)
– Methoden des Bundles werden durch OSGi
Framework gerufen
– Methoden Bundle Activator bereitgestellt
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26. OSGi-Architektur - Services
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27. OSGi Services
Services
– Sind Java Objekte
– Bieten Dienste an, die für andere Bundles interessant sein könnten
– Werden i.d.R. beim Start eines Bundles erzeugt
OSGi bietet eine zentrale Service-Registratur an, bei der
– sich Services eintragen können
• Mit Kriterien, unter denen sie gefunden werden
• Qualitative Beschreibung des Service
– Servicenutzer suchen nach bestimmten Kriterien Services
Keine direkte Beziehung zwischen Serviceanbieter und –Nutzer
– Implementierungen können wechseln
– Mehrere Implementierungen können pro Service angeboten werden
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28. OSGi Service
Virt ual Machine Grenze
Service Regist rierung
Service Beschreibungen
veröffent lichen finden
Service Service Benut zer
benut zen
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29. Dynamik von Services
Anbieter können ihre Services beliebig an- und abmelden
– Situation für den Servicenutzer kann sich jederzeit ändern
– Dynamik von Services
OSGi bietet Bordmittel auf unterschiedlichen Leveln an
– low level: Nutzung von Verwaltungsmechanismen des Frameworks
• Sehr komplex und sehr aufwendig
– medium level: Sogenannte Service Tracker, die im Hintergrund
die Situation für den Nutzer aktuell halten
• Komplex und aufwendig
– high level: (Service Component) Modelle, die diese Dynamik
im Hintergrund abhandeln
• Spring DM, OSGi Declarative Services, iPOJO ….
• Neue Programmiermodelle
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30. Agenda
Modularisierung
OSGi – ein Einstieg
OSGi-Architektur
– Modularisierung
– Dynamik von Bundles
– Servicekonzept
OSGi Compendium Services
Zusammenfassung
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31. OSGi Compendium Services
OSGi standardisiert eine Reihe von Querschnittservices
– Logging
– Eventhandling
– Integration von Fremdanwendungen
– Monitoring
– Konfiguration
– ...
OSGi Compendium Services
– Sind (i.d.R.) normale Services
– Setzen auf OSGi auf
Jede standardkonforme Implementierung läuft auf jedem
OSGi Framework
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32. Agenda
Modularisierung
OSGi – ein Einstieg
OSGi-Architektur
– Modularisierung
– Dynamik von Bundles
– Servicekonzept
OSGi Compendium Services
Zusammenfassung
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33. Architektur reloaded
Modularisierung
– Definiert Vertrag zwischen Bundles und ihrer Umgebung
– Definiert, wie dieser Vertrag umzusetzen ist
– Definiert, welche Aufgaben das OSGi Framework zu übernehmen hat
Life Cycle Layer
– Definiert Zustände von Bundles und deren Übergängen
– Bildet Modularisierung auf Zustände ab
– Bietet den Einstiegspunkt zu eigener Programmlogik
Service Layer
– Definiert das Servicekonzept von OSGi
– Beschreibt die Dynamik von Services und deren Konsequenzen
– Beschreibt den Umgang mit dynamischen Services
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34. OSGi Rekapitulation
Modularisierung
– Statische Sicht auf die Auslieferungseinheiten
– Reduziert Abhängigkeiten der Module
• Ausufernde Abhängigkeiten sind auschlaggebend für ‚rotten design‘
Life Cycle Layer
– Module können zur Laufzeit de-/installiert werden
– Dynamische Funktionalität
– Selbstheilung des Systems
Services
– Korrespondenz der Funktionalität via Service-Registry
– SOA light
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35. Zusammenfassung
Modularisierung und Komponentenmodelle
Ansatz von OSGi
Architektur von OSGi
– Modularisierung
– Dynamik von Bundles
– Servicekonzept
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36. Referenzen
[CBSD]
http://en.wikibooks.org/wiki/Computer_programming/Component_based_
software_development
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37. Weiterführende Literatur
Gerd Wütherich, Nils Hartmann, Bernd Kolb , Matthias Lübken
Die OSGI Service Platform - Eine Einführung mit Eclipse Equinox ,
dpunkt Verlag; Auflage: 1 (18. April 2008) ISBN-13: 978-3898644570
OSGi In Practice von Neil Bartlett http://neilbartlett.name/blog/osgibook/
OSGi Konzepte Seite 38 / 38

38. Fragen?

39. www.iks-gmbh.com