OSGI动态加载删除Service bundle
OSGi模块化框架是很早就出来的一个插件化框架，最早Eclipse用它而出名，但这些年也没有大热虽然OSGi已经发布了版本1到版本5。现在用的最多的，也是本文讲述基于的是Equinox的OSGi实现，同时也是Eclipse核心，Spring Dynamic Module也是基于Equinox。OSGi框架为java系统提供了一个通用的容器，该系统中的 bundle，无需停止系统，即可实现 bundle 的安装、卸载。OSGi是Java中目前唯一的一个模块化、动态化的规范。在模块化方面OSGi联盟已经研究了很多年了，因此OSGi规范对于模块的物理隔离、模块的交互、多版本这些方面都有了非常完善的机制，并且也得到了现在几乎所有的App Server厂商或开源社区的认可，但至今没有被JAVA纳入语言级（有待观察）。OSGi的突出特点有：
- 可以动态加载、更新和卸载模块而不用停止服务
- 实现系统的模块化、版本化，允许多版本bundule同时服务
- Service model允许模块/插件相互依赖但松耦合，分享服务更简单
OSGi运行在JVM之上，其架构图如下图所示：
OSGi适用场景
很多人错误的使用了OSGi, 套用了OSGi架构把系统复杂化。在我看来，OSGi的用处在于“模块化”和“热插拔”。模块化包括模块化、版本化和面向服务的设计。热插拔也就是说模块/bundle的热插拔，它可以实现更新和升级模块/bundle（即系统的一部分）而无需重启整个系统。
如果你的系统套用了OSGi架构，bundle的相互依赖关系复杂，又没有bundle动态加载、动态更新、动态卸载和动态监听的机制，都是静态启动所有bundle，那就是为了OSGi架构而OSGi架构，把问题复杂化了。其代价也是很大的，因为原来你的jar包用maven来处理依赖关系和自动更新也很方便，而由于整个系统建立在OSGi规范上，你的应用所依赖的其他组件也“不得不”迁移到OSGI上来，再加上OSGI独特的ClassLoader设计，使bundle间的类互相访问受到一定的约束，一切都需要迁移到OSGi的约束上来。
举个例子来说，就像Eclipse提供了动态加载、更新和删除插件的机制，因为它里面有一个插件注册和反注册的接口和插件加载、更新和删除的监听线程，这样允许你动态加载、更新和删除Eclipse插件而无需重启Eclipse。当然，如果你当前进程调用了某插件，比如js语法高亮，而某插件更新了，那么当前的js实例还是需要重新打开的。但整个Eclispe无需重启。
Java模块化的难点
OSGi的一个重要特性就是模块化，OSGi提供了一套模块化的体系，这其中则会有明确的模块之间接口暴露以及依赖的定义，因此能够更好的实现高内聚和低耦合。那么，Java模块化难点在哪？模块的实现和传统的编程方法确实有一些差别，主要体现在模块之间类访问的隔离、版本选择这两个方面。如希望更好的设计模块化的系统，开发者需要掌握ClassLoader机制、模块之间类的交互方法（这包括了模块怎么样对外提供可访问的package、怎么样访问其他模块提供的package、如何选择适合版本的package等）。如果不懂以上这些，贸然套用OSGi框架会误入歧途。
重要概念：Bundle
Bundle — A bundle is a JAR file with special OSGi entries in its manifest and containing classes, resources, and other JARs。Bundle，可以将其理解为自描述的 JAR 文件。Bundle在OSGi中是部署的最小单位，因此，可以把它理解为模块。在 bundle 的 manifest 文件中，会有对本 bundle 的标识、提供的功能 (Export-package) 及依赖性 (Import-Package/Require-Bundle) 的定义。每个 bundle 在运行时自己的类加载器 (Class Loader)，这样可以做到一方面把不同的 bundle 里面的类区别开来，当 bundle 被卸载时，只有这个 bundle 的类加载器中的信息会丢失；另一方面，可以在自己的 bundle 内部充分利用 Java 的成员访问控制机制。
Bundle通过MANIFEST.MF进行自描述，下面是一个例子：
Manifest-Version: 1.0 Bundle-ManifestVersion: 2 Bundle-Name: Popup Plug-in Bundle-SymbolicName: com.example.myosgi; singleton:=true Bundle-Version: 1.0.0 Bundle-Activator: com.example.myosgi.Activator Require-Bundle: org.eclipse.ui, org.eclipse.core.runtime Bundle-ActivationPolicy: lazy Bundle-RequiredExecutionEnvironment: JavaSE-1.6
Bundle类隔离机制
每个Bundle均为独立的ClassLoader，是java动态化实现的基础。默认情况下有Boostrap classLoader (jre/lib/classes)、Extension classloader (jre/lib/ext)、 System classloader (classpath指定)，应用可以自行实现classloader及动态的加载类，或加载特定目录下的类。
Bundle的生命周期
Lifecycle — A lifecycle is the sequence of states a bundle goes through: uninstalled, installed, resolved, starting, stopping, active. 生命周期图如下所示：
要注意的是：bundle状态变为Resolved并不表示能提供服务，所以启动所有的bundle不表示类都已经加载到内存了。Resolve bundle做以下的几件事情：寻找bundle依赖的包是否存在以及被resolve，寻找匹配的import package，required bundle，如寻找则进入检查，检查没有冲突就形成绑定关系，以便加载类的时候能直接加载（但仅仅Resolved，不代表类被加载了）。如果你的BundleActivationPolicy是LAZY惰性加载，bundle.loadClass()调用才会到达Active状态。如果你的bundle的MANIFEST.MF中配置的Bundle-activator存在，那就调用其start方法，从starting进入active状态。
osgi> ss "Framework is launched." id State Bundle 15 STARTING com.example.serviceconsumer_1.0.0.X 16 RESOLVED com.example.serviceprovider_1.0.0.X
下面的图更详细的解释了这一点：
OSGi Service
Service — A service is an object instance exposed under the one or more interfaces that it implements and a map of properties. 简单来说，Service model允许每个bundle对外分享一组服务，其它的bundle都可以调用这些接口的服务。这也就是OSGi bundle之间调用的方式。Service可以用来：
- Export functionality from a bundle to other bundles
- Import functionality from other bundles
- Register listeners for events from other bundles
- Expose external devices, such as UPnP devices or even hardware, to other OSGi bundles. See the Device and UPnP APIs
- Expose java code running in OSGI to an external network, e.g. via the UPnP or SOAP protocols.
- Bundle configuration, using the Configuration Manager
实际做法来看，通常会把接口和实现分开。接口放到一个bundle里面。实现（service)放到另外一个bundle里面，类似下面的图示中，bundle A和B是Service，其interface放到Bundle C：
也可以是提供一个jar包，里面定义了扩展接口，然后规定新的扩展bundle必须实现该jar包里面定义的interface。实现示意图如下所示（OsgiCommand接口定义在扩展点jar包里面，新的bundle必须包含）：
Bundle的Service之间交换方式和注册方式：
- 通过bundleContext.registerService注册服务，然后通过bundleContext.getServiceReference获取服务（不推荐）
- 使用监听器 listeners
ServiceListener 和ServiceTracker 提供bundle和service的动态监听，ServiceTracker可以动态监听未来的bundle和service（OSGi Release 2提供的ServiceTracker ，一般推荐） - 通过Declarative Service (OSGi DS，或者Spring Dynamic Module (DM))的方式（OSGi Release 4开始，重点推荐！）
第二种通过ServiceTracker 来查询或侦听服务注册和注销的例子代码：
package com.ibm.osg.example.mygetservice;
import org.osgi.framework.BundleActivator;
import org.osgi.framework.BundleContext;
import org.osgi.util.tracker.ServiceTracker;
import com.ibm.osg.example.mtservice.MyTestService;
public class MyBundleActivator
implements BundleActivator, Runnable
{
private boolean done=false;
private ServiceTracker testServiceTracker;
// Bundle Activator Start Method
public void start(BundleContext context)
{
/* Here we initialize and open our ServiceTracker.
It will track any service registering under
the "com.ibm.osg.example.mtservice.MyTestService"
interface.
*/
testServiceTracker =
new ServiceTracker(context,
"com.ibm.osg.example.mtservice.MyTestService",
null);
testServiceTracker.open();
// Here we start a thread that will continue
// to use our service until
// the bundle is stopped.
Thread t = new Thread(this);
t.setName("mygetservice thread");
t.start();
}
/*Bundle Activator Stop Method -- here we stop
the thread and close the
ServiceTracker*/
public void stop(BundleContext context)
{
done=true;
testServiceTracker.close();
}
//Here is a method that uses the service
//we are tracking. First we get
//the service
//from the tracker, then we call its printMessage
//method.
public void useService(String message){
MyTestService testService = (MyTestService)
testServiceTracker.getService();
if( testService != null )
{
// If the service is available then use it.
testService.printMessage(message);
}
else{
// If the service is not available then perform an acceptable action.
// Here we just print the message to standard out and indicate the service
// was not available.
System.out.println("No MyTestService available - " + message);
}
}
// Simply continues to use the test service
// every second until the done flag is set.
public void run(){
int i = 0;
done = false;
while (!done) {
useService("message from test " + i++);
try{
Thread.sleep(1000);
}
catch( InterruptedException ie ){
}
}
}
}
OSGi简单起步
从Eclipse创建OSGi的bundle是非常简单的，简单起步可以参考这几篇文章：<Creating a new OSGi Bundle using Eclispe>，以前这篇。
Slideshare: OSGi理论与实战
OSGi动态加载删除bundle
- 使用监听器 listeners
ServiceListener 和ServiceTracker 提供bundle和service的动态监听，ServiceTracker可以动态监听未来的bundle和service（OSGi Release 2提供的ServiceTracker ，一般推荐） - 通过Declarative Service (OSGi DS，或者Spring Dynamic Module (DM))的方式（OSGi Release 4开始，重点推荐！）
具体实现：
分布式OSGi（Distributed OSGi）
OSGi容器可以包含几千个bundlue没有问题，但如何应对几十万个的情况？如何像EJB3一样具有分布式部署和便携性呢？有一个OSGi的子项目:分布式OSGi（Distributed OSGi）。
上图是一个demo演示，两个分布式OSGi Container，都部署了Greeter接口bundle，都基于分布式OSGi实现，能实现分布式调用OSGi Service。分布式OSGi（Distributed OSGi）还可以与RESTful Service (JAX-RS / JSR-339)整合。分布式OSGi有几十万个bundle怎么管理，这是个麻烦，而且如何启动停止，启动顺序怎么样？可管理性是个麻烦，ACE项目试图解决这个事情。
DOSGi的原理（由Distribution provider来给OSGi Service创建Endpoint，使这些Service在OSGi Container外部可访问，另外一端则创建代理；此外，有监听器来侦听OSGi Service的创建和启停等）：
分布式OSGi与ZooKeeper
ZooKeeper是Hadoop的一个子项目，它是一个针对大型分布式系统的可靠协调系统，提供的功能包括：配置维护、名字服务、分布式同步、组服务等。ZooKeeper的目标就是封装好复杂易出错的关键服务，将简单易用的接口和性能高效、功能稳定的系统提供给用户。
分布式OSGi（Distributed OSGi）在Discovery这一块使用了ZooKeeper。所谓Discovery模块就是用来发现和侦听分布式的远端的可用的Endpoints。Discovery Ditributed with Zookeeper的架构图：
参考：DOSGi使用ZooKeeper server的安装和Demo。
就写到这把，具体的代码就不放上来了，公司的项目保密要求。原理上面都讲了，自己去研究吧。
