Eclipse平臺架構(gòu)技術分析及基于RCP的應用研究
Eclipse是一個具有先進軟件設計和實現(xiàn)技術的開發(fā)框架。應用軟件在Eclipse中被稱為“插件”。它們在架構(gòu)中互動工作，完美的集成。隨著Eclipse3.0加強了對RCP(Rich Client Program)開發(fā)的支持，Eclipse已成為廣為業(yè)界所支持的開放性標準軟件開發(fā)環(huán)境，業(yè)界已成事實的工業(yè)標準。
Eclipse的特點：跨平臺；提供了GUI和非GUI；語言中立；基于插件的開放的、可擴展的平臺。
1. Eclipse技術剖析
1.1 Eclipse體系結(jié)構(gòu)概述
Eclipse的結(jié)構(gòu)體系如下圖所示：
圖1 Eclipse體系結(jié)構(gòu)圖
Eclipse類似于“軟總線”的體系結(jié)構(gòu)，Eclipse的核心部分(Platform Runtime)類似于一條“即插即用”的“總線”，它提供了許多的“插槽”(擴展點：extension point)。其余的部分都可看成類似于外部設備的“插件”（Plug-in），可隨時加載和卸載。更為靈活的是每個插件又提供了“插槽”可繼續(xù)安裝其他的插件。
Eclipse分為Eclipse平臺、JDT、PDE、其他的插件幾個部分。其中Eclipse平臺是整個系統(tǒng)的基礎，Eclipse的核心。JDT 是提供了用于編輯、查看、編譯、調(diào)試和運行Java代碼的專門插件。PDE構(gòu)建于Eclipse平臺和JDT之上，提供了專門開發(fā)插件的工具。
Eclipse平臺是在其上創(chuàng)建插件擴展的核心框架和服務的名稱，是一個通用的基礎架構(gòu)。平臺由平臺運行時、工作空間、工作臺、幫助、小組、調(diào)試構(gòu)成。平臺在結(jié)構(gòu)上大致可分為核心（core）和用戶界面（UI）兩層。核心是與用戶界面無關的基礎結(jié)構(gòu)，包含平臺運行時和插件管理、工作空間和資源管理以及版本和配置管理。其中平臺運行時又是Eclipse平臺的核心。
1.2 平臺運行時（Platform Runtime）：
運行時相當于一個微內(nèi)核，是插件的核心引擎。它位于平臺核心中最低級別的部分，由org.eclipse.osgi和org.eclipse.core.
runtime兩個插件組成，其他所有的插件都依賴于這兩個插件。
1)運行時的功能：
a)定義插件的結(jié)構(gòu)以及它們包含的實現(xiàn)詳細信息（bundle 和類載入器）。
b)查找和執(zhí)行主要的Eclipse應用程序以及維護插件的注冊表、擴展和擴展點。
c)提供實用程序（例如，記錄、調(diào)試跟蹤選項、適配器、首選項庫和并發(fā)性基礎結(jié)構(gòu)）。
2)運行時工作原理：
運行時管理著一個插件注冊表（所有插件的標識），當Eclipse啟動時，運行時內(nèi)核先是定位JRE的位置，然后啟動startup.jar掃描 plugins和features目錄下的插件配置文件,對插件進行初始化注冊到OSGi中，并保存配置文件中的信息。然后查找清單文件中聲明的 extension point和extension，將二者匹配，保存插件的依賴關系。最后啟動應用。
運行時對插件實行“l(fā)azy load“，只有當需要使用插件時才將其調(diào)入內(nèi)存。不需要時選擇適當?shù)臅r機清除出內(nèi)存。
1.3 OSGi－1.4 Eclipse平臺技術的核心參照
1.3.1 OSGi概述：
Eclipse體系架構(gòu)是參照OSGi實現(xiàn)的。核心插件org.eclipse.osgi就是OSGi的實現(xiàn)。
OSGi（Open Service Gateway Initiative）是一個為家用硬件設備的遠程互訪建立的一個開放的規(guī)范。它包括構(gòu)建開放的可交付網(wǎng)絡服務的各方面。
OSGi中的應用稱為bundle，每個bundle可提供一定數(shù)量的服務（Services）。每一個安裝在OSGi服務平臺的bundle都有一個與之關聯(lián)的bundle對象（object），它負責管理bundle的生命周期。bundle有諸如安裝、停止、活動等多種狀態(tài)。
1.3.2 OSGi主要的規(guī)范
◆n 框架規(guī)范（Framework）：OSGi規(guī)范的核心,提供了一個通用的、安全可管理的Java 框架。提供了以下功能：
管理bundle的安裝和更新。bundle安裝后會注冊一定數(shù)量的服務,可被同一Framework下的其他bundle使用。不同bundle提供的Services可構(gòu)成一個大規(guī)模的Services，不同的bundle和Services形成依賴。這種依賴關系由Framework負責管理。
Framework為bundle提供了代碼動態(tài)加載的功能, OSGi兼容設備可以任意加載和卸載OSGi bundle。使得開發(fā)者開發(fā)、部署一個大規(guī)模的Services變的很容易。Framework還為Java bundle開發(fā)者提供了簡明一致的編程模型，允許開發(fā)者將自己的接口規(guī)范綁定到OSGI環(huán)境中的Services。
◆包管理服務（Package Admin Service）規(guī)范：管理不同n bundle之間的引用關系。 當bundle更新或者卸載時判斷是否有其他的服n 務正在使用當前的bundle。
◆啟動層次（Start Level）規(guī)范：定義了啟動和停止一個OSGi服n 務平臺時，n 不同n bundle的啟動或者停止的先后順序。
◆權(quán)限管理服務（Permission Admin Service）規(guī)范：對bundle間的訪問權(quán)限進行控制。
Eclipse實現(xiàn)了OSGi規(guī)范，平臺運行（runtime）實現(xiàn)了Framework標準，提供了相應的核心功能。插件在效果上相當于bundle，整個體系靈活而且強大。
1.4 Eclipse的插件技術：
1.4.1 與插件相關的概念
◆ 插件（Plug-in）：Eclipse功能實現(xiàn)的最小單位,包含Java代碼或其他文件。實現(xiàn)插件的類一般都繼承或?qū)崿F(xiàn)某些類或接口。插件位于plugins目錄下，n 使用清單文件plugin.xml向系統(tǒng)說明如何集成到平臺。
◆ 擴展點（extension point）：具有命名n 特性的信息收集點，n 也就是為插件提供的接口。每一個插件都是在已有的擴展點上開發(fā)，同n 時可自定義擴展點，n 以便在這個插件上繼續(xù)開發(fā)。正是由引入了擴展點，n 插件不n 僅可以安裝在Eclipse的平臺上，n 還可以安裝到其他插件上。
◆擴展（extension）：對擴展點的實現(xiàn)。每個插件至少實現(xiàn)了一個擴展點。
1.4.2 Eclipse插件的通信機制
插件之間的通信是通過擴展點來實現(xiàn)的。首先插件A聲明了擴展點P及其實現(xiàn)規(guī)則接口I。插件B如果要擴展插件A的擴展點P，則生成一個實現(xiàn)接口I的類C，從而實現(xiàn)對P的擴展。在實際運行時，插件A找到類C并實例化，然后調(diào)用其實現(xiàn)了接口I中的方法。
圖2插件的通信機制
當需要與實現(xiàn)某擴展點的插件通信時，根據(jù)實現(xiàn)擴展的插件清單plugin.xml中extension標簽聲明中的“class”屬性查找并裝入類，再根據(jù)實現(xiàn)擴展類的規(guī)則來調(diào)用該類中的方法，從而實現(xiàn)了擴展。
2 Eclipse技術的應用：
2.1 開發(fā)插件
利用PDE可以方便快捷把應用程序開發(fā)成插件，打包后放到plugins目錄下，Eclipse啟動時會找到相應的插件。這種方式可開發(fā)GUI和非 GUI插件。如開發(fā)GUI插件，一般是對平臺的操作組（actionSets）進行擴展，實現(xiàn)在菜單欄中添加菜單項。然后提供透視圖、視圖、編輯器的擴展。其過程如下。使用這種方式開發(fā)的應用只能作為Eclipse的插件運行，必須安裝Eclipse。
插件開發(fā)的流程
1）決定插件如何與平臺集成
2）標識需要進行添加的擴展點以便與用戶的插件進行集成
3）根據(jù)擴展點的規(guī)范來實現(xiàn)這些擴展。如實現(xiàn)擴展點所要求的特定的接口。
4）提供清單文件（plugin.xml），它描述用戶正在提供的擴展以及代碼的封裝。Eclipse就是解析這個文件來加載插件的。
2.2 開發(fā)RCP應用
胖客戶端程序（RCP）是指運算和商務邏輯是在客戶端實現(xiàn)的應用，相反的在服務器端實現(xiàn)的稱為瘦客戶端程序。
Eclipse RCP提供了一個通用的工作臺，開發(fā)人員可以擴展該工作臺來構(gòu)造自己的應用程序。利用RCP可以開發(fā)出獨立的應用，從而脫離了Eclipse平臺的IDE環(huán)境。一個RCP至少要實現(xiàn)一個插件，并且可以使用與 Eclipse IDE 相同的用戶界面元素。運行Eclipse RCP不需要安裝Eclipse。
開發(fā)Eclipse RCP的步驟：
1）確定擴展點。插件需要實現(xiàn)哪些擴展點。
2）編寫插件清單plugin.xml。
3）生成組件類來實現(xiàn)擴展。
4）創(chuàng)建WorkbenchAdvisor 類。構(gòu)建 RCP的核心任務之一就是創(chuàng)建一個實現(xiàn)抽象類WorkbenchAdvisor的類。WorkbenchAdvisor負責配置工作臺，當執(zhí)行 RCP 應用程序時，將顯示該工作臺。
5）接下來需要創(chuàng)建Application類。它相當于與Java類中的main方法，是RCP應用程序的主要入口點，需要定義org.eclipse.core.runtime.applications 擴展點，并實現(xiàn)IPlatformRunnable接口。
6）創(chuàng)建并導出一個應用程序，并生成一個插件。將其放在plugins目錄。
7）配置config.ini文件。需要定義product、application和閃屏等信息。
圖3 信息家電嵌入式仿真開發(fā)平臺目錄結(jié)構(gòu)
2.3 構(gòu)造開發(fā)環(huán)境IDE
由于Eclipse實現(xiàn)了RCP 技術，重構(gòu)了Eclipse的核心，使得工作平臺與IDE分離。實現(xiàn)了一個獨立的工作平臺。利用平臺提供的擴展點可以更加方便的構(gòu)建IDE，把工具開發(fā)成插件，添加到平臺即可。比如添加JDT插件，就會構(gòu)造出開發(fā)Java的IDE，提供了CDT就可以用來開發(fā)C/C++。理論上可以構(gòu)建任何類型的IDE。
3 Eclipse技術在信息家電嵌入式仿真開發(fā)平臺研制中的應用
3.1信息家電嵌入式仿真平臺系統(tǒng)概述
系統(tǒng)通過對ARM系列處理器指令集及體系結(jié)構(gòu)的模擬、外部設備功能的仿真，構(gòu)造了一個虛擬運行環(huán)境，其上運行LINUX操作系統(tǒng)和應用。系統(tǒng)具有很好的仿真性能。
圖4 仿真平臺系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖
整個系統(tǒng)為一個RCP應用，各子系統(tǒng)以插件的形式實現(xiàn)。在實現(xiàn)過程中充分利用了Eclipse技術：如利用了Workbench能夠添加“標準操作”的特點；借鑒JDT的模式封裝了系統(tǒng)的調(diào)試器；在開發(fā)圖形界面方面用到了SWT和JFace，還有SWT多線程等。
3.2 仿真平臺系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)：
1)項目管理插件：
本子系統(tǒng)包括家電控制軟件開發(fā)階段所涉及的工具：工程管理器、編輯器、編譯器、匯編器、連接器以及常用標準庫等。
2)調(diào)試插件：
包括調(diào)試器、調(diào)試代理。調(diào)試器實現(xiàn)了通常調(diào)試器的常用功能，采用了JDT調(diào)試器的實現(xiàn)方法，內(nèi)部封裝了GNU的調(diào)試工具。界面上采用Eclipse調(diào)試器的Views及Editors。
調(diào)試代理運行在“目標板”上，通過接口與宿主機上的調(diào)試器進行通信，接收調(diào)試命令。
3)仿真運行環(huán)境維護插件：
該子系統(tǒng)包括構(gòu)件庫管理器、構(gòu)件庫、仿真運行環(huán)境配置器、仿真運行環(huán)境管理器。其中構(gòu)件庫管理器實現(xiàn)構(gòu)件屬性信息的存儲、檢索。仿真運行環(huán)境配置器的功能相當于“組建目標板”，而仿真運行環(huán)境管理器則提供了整個仿真系統(tǒng)得以正確運行的機制。
4)邏輯信號分析插件：
包括軟件邏輯分析儀、邏輯分析儀代理。邏輯分析儀代理接收邏輯分析儀的命令對“目標板”上的“電路信號”進行檢測。軟件邏輯分析儀將代理采集到模擬信號呈現(xiàn)給用戶。
5)第三方工具集成支持插件：
在版本控制方面用到了SVN工具，UML工具使用了Together。
4 結(jié)束語
本文對Eclipse的結(jié)構(gòu)進行了分析，說明了Eclipse“核心+插件”的機制。介紹了Eclipse技術的應用，重點以實際項目為例對RCP的開發(fā)進行了介紹。
【編輯推薦】
