Eclipse平台架构技术分析及基于RCP的应用研究

摘 要 由于eclipse提供了一个开放灵活的框架，eclipse技术现在广为流行，基于eclipse构架的应用越来越多。本文先对eclipse的结构进行了剖析，分析了eclipse使用的技术及实现原理。最后给出了一个基于eclipse rcp应用的项目实例。
关键词 eclipse；插件；嵌入式；rcp
●0引言
eclipse是一个具有先进软件设计和实现技术的开发框架。应用软件在eclipse中被称为“插件”。它们在架构中互动工作，完美的集成。随着eclipse3.0加强了对rcp(rich client program)开发的支持，eclipse已成为广为业界所支持的开放性标准软件开发环境，业界已成事实的工业标准。
eclipse的特点：跨平台；提供了gui和非gui；语言中立；基于插件的开放的、可扩展的平台。
●1. eclipse技术剖析
1.1 eclipse体系结构概述
eclipse的结构体系如下图所示：

图1 eclipse体系结构图
eclipse类似于“软总线”的体系结构，eclipse的核心部分(platform runtime)类似于一条“即插即用”的“总线”，它提供了许多的“插槽”(扩展点：extension point)。其余的部分都可看成类似于外部设备的“插件”（plug-in），可随时加载和卸载。更为灵活的是每个插件又提供了“插槽”可继续安装其他的插件。
eclipse分为eclipse平台、jdt、pde、其他的插件几个部分。其中eclipse平台是整个系统的基础，eclipse的核心。jdt是提供了用于编辑、查看、编译、调试和运行java代码的专门插件。pde构建于eclipse平台和jdt之上，提供了专门开发插件的工具。
eclipse平台是在其上创建插件扩展的核心框架和服务的名称，是一个通用的基础架构。平台由平台运行时、工作空间、工作台、帮助、小组、调试构成。平台在结构上大致可分为核心（core）和用户界面（ui）两层。核心是与用户界面无关的基础结构，包含平台运行时和插件管理、工作空间和资源管理以及版本和配置管理。其中平台运行时又是eclipse平台的核心。
1.2 平台运行时（platform runtime）：
运行时相当于一个微内核，是插件的核心引擎。它位于平台核心中最低级别的部分，由和.
runtime两个插件组成，其他所有的插件都依赖于这两个插件。
1)运行时的功能：
a)定义插件的结构以及它们包含的实现详细信息（bundle 和类载入器）。
b)查找和执行主要的eclipse应用程序以及维护插件的注册表、扩展和扩展点。
c)提供实用程序（例如，记录、调试跟踪选项、适配器、首选项库和并发性基础结构）。
2)运行时工作原理：
运行时管理着一个插件注册表（所有插件的标识），当eclipse启动时，运行时内核先是定位jre的位置，然后启动扫描plugins和features目录下的插件配置文件,对插件进行初始化注册到osgi中，并保存配置文件中的信息。然后查找清单文件中声明的extension point和extension，将二者匹配，保存插件的依赖关系。最后启动应用。
运行时对插件实行“lazy load“，只有当需要使用插件时才将其调入内存。不需要时选择适当的时机清除出内存。
1.3 osgi－1.4eclipse平台技术的核心参照
1.3.1osgi概述：
eclipse体系架构是参照osgi实现的。核心插件就是osgi的实现。
osgi（open service gateway initiative）是一个为家用硬件设备的远程互访建立的一个开放的规范。它包括构建开放的可交付网络服务的各方面。
osgi中的应用称为bundle，每个bundle可提供一定数量的服务（services）。每一个安装在osgi服务平台的bundle都有一个与之关联的bundle对象（object），它负责管理bundle的生命周期。bundle有诸如安装、停止、活动等多种状态。
1.3.2osgi主要的规范
◆n框架规范（framework）：
osgi规范的核心,提供了一个通用的、安全可管理的java 框架。提供了以下功能：
管理bundle的安装和更新。bundle安装后会注册一定数量的服务,可被同一framework下的其他bundle使用。不同bundle提供的services可构成一个大规模的services，不同的bundle和services形成依赖。这种依赖关系由framework负责管理。framework为bundle提供了代码动态加载的功能, osgi兼容设备可以任意加载和卸载osgi bundle。使得开发者开发、部署一个大规模的services变的很容易。framework还为java bundle开发者提供了简明一致的编程模型，允许开发者将自己的接口规范绑定到osgi环境中的services。
◆包管理服务（package admin service）规范：管理不同nbundle之间的引用关系。当bundle更新或者卸载时判断是否有其他的服n务正在使用当前的bundle。
◆启动层次（start level）规范：定义了启动和停止一个osgi服n务平台时，n不同nbundle的启动或者停止的先后顺序。
◆权限管理服务（permission admin service）规范：对bundle间的访问权限进行控制。
eclipse实现了osgi规范，平台运行（runtime）实现了framework标准，提供了相应的核心功能。插件在效果上相当于bundle，整个体系灵活而且强大。
1.4 eclipse的插件技术：
1.4.1 与插件相关的概念
◆插件（plug-in）：eclipse功能实现的最小单位,包含java代码或其他文件。实现插件的类一般都继承或实现某些类或接口。插件位于plugins目录下，n使用清单文件向系统说明如何集成到平台。
◆扩展点（extension point）：具有命名n特性的信息收集点，n也就是为插件提供的接口。每一个插件都是在已有的扩展点上开发，同n时可自定义扩展点，n以便在这个插件上继续开发。正是由引入了扩展点，n插件不n仅可以安装在eclipse的平台上，n还可以安装到其他插件上。
◆扩展（extension）：对扩展点的实现。每个插件至少实现了一个扩展点。
1.4.2eclipse插件的通信机制
插件之间的通信是通过扩展点来实现的。首先插件a声明了扩展点p及其实现规则接口i。插件b如果要扩展插件a的扩展点p，则生成一个实现接口i的类c，从而实现对p的扩展。在实际运行时，插件a找到类c并实例化，然后调用其实现了接口i中的方法。

图2　插件的通信机制
当需要与实现某扩展点的插件通信时，根据实现扩展的插件清单中extension标签声明中的“class”属性查找并装入类，再根据实现扩展类的规则来调用该类中的方法，从而实现了扩展。

●2eclipse技术的应用：
2.1 开发插件
利用pde可以方便快捷把应用程序开发成插件，打包后放到plugins目录下，eclipse启动时会找到相应的插件。这种方式可开发gui和非gui插件。如开发gui插件，一般是对平台的操作组（actionsets）进行扩展，实现在菜单栏中添加菜单项。然后提供透视图、视图、编辑器的扩展。其过程如下。使用这种方式开发的应用只能作为eclipse的插件运行，必须安装eclipse。
插件开发的流程
1）决定插件如何与平台集成
2）标识需要进行添加的扩展点以便与用户的插件进行集成
3）根据扩展点的规范来实现这些扩展。如实现扩展点所要求的特定的接口。
4）提供清单文件（），它描述用户正在提供的扩展以及代码的封装。eclipse就是解析这个文件来加载插件的。
2.2 开发rcp应用
胖客户端程序（rcp）是指运算和商务逻辑是在客户端实现的应用，相反的在服务器端实现的称为瘦客户端程序。
eclipse rcp提供了一个通用的工作台，开发人员可以扩展该工作台来构造自己的应用程序。利用rcp可以开发出独立的应用，从而脱离了eclipse平台的ide环境。一个rcp至少要实现一个插件，并且可以使用与 eclipse ide 相同的用户界面元素。运行eclipse rcp不需要安装eclipse。
开发eclipse rcp的步骤：
1）确定扩展点。插件需要实现哪些扩展点。
2）编写插件清单。
3）生成组件类来实现扩展。
4）创建workbenchadvisor 类。构建 rcp的核心任务之一就是创建一个实现抽象类workbenchadvisor的类。workbenchadvisor负责配置工作台，当执行 rcp 应用程序时，将显示该工作台。
5）接下来需要创建application类。它相当于与java类中的main方法，是rcp应用程序的主要入口点，需要定义ations 扩展点，并实现iplatformrunnable接口。
6）创建并导出一个应用程序，并生成一个插件。将其放在plugins目录。
7）配置文件。需要定义product、application和闪屏等信息。

图3 信息家电嵌入式仿真开发平台目录结构
2.3 构造开发环境ide
由于eclipse实现了rcp技术，重构了eclipse的核心，使得工作平台与ide分离。实现了一个独立的工作平台。利用平台提供的扩展点可以更加方便的构建ide，把工具开发成插件，添加到平台即可。比如添加jdt插件，就会构造出开发java的ide，提供了cdt就可以用来开发c/c++。理论上可以构建任何类型的ide。
●3 eclipse技术在信息家电嵌入式仿真开发平台研制中的应用
3.1信息家电嵌入式仿真平台系统概述
系统通过对arm系列处理器指令集及体系结构的模拟、外部设备功能的仿真，构造了一个虚拟运行环境，其上运行linux操作系统和应用。系统具有很好的仿真性能。

图4 仿真平台系统总体结构图
整个系统为一个rcp应用，各子系统以插件的形式实现。在实现过程中充分利用了eclipse技术：如利用了workbench能够添加“标准操作”的特点；借鉴jdt的模式封装了系统的调试器；在开发图形界面方面用到了swt和jface，还有swt多线程等。
3.2仿真平台系统功能结构：
1)项目管理插件：
本子系统包括家电控制软件开发阶段所涉及的工具：工程管理器、编辑器、编译器、汇编器、连接器以及常用标准库等。
2)调试插件：
包括调试器、调试代理。调试器实现了通常调试器的常用功能，采用了jdt调试器的实现方法，内部封装了gnu的调试工具。界面上采用eclipse调试器的views及editors。

调试代理运行在“目标板”上，通过接口与宿主机上的调试器进行通信，接收调试命令。
3)仿真运行环境维护插件：
该子系统包括构件库管理器、构件库、仿真运行环境配置器、仿真运行环境管理器。其中构件库管理器实现构件属性信息的存储、检索。仿真运行环境配置器的功能相当于“组建目标板”，而仿真运行环境管理器则提供了整个仿真系统得以正确运行的机制。
4)逻辑信号分析插件：
包括软件逻辑分析仪、逻辑分析仪代理。逻辑分析仪代理接收逻辑分析仪的命令对“目标板”上的“电路信号”进行检测。软件逻辑分析仪将代理采集到模拟信号呈现给用户。
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 结束语
　　本文对eclipse的结构进行了分析，说明了eclipse“核心+插件”的机制。介绍了eclipse技术的应用，重点以实际项目为例对rcp的开发进行了介绍。
●参考文献：
[1] ed burnette, sas. rich client tutorial part[j].2004
[2] eclipse corporation. eclipse3.0集成开发环境帮助.
[4] osgi alliance. osgi technology [j]. /osgi_technology.