OSGi und das Schweizer Sackmesser

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1 OSGi und das Schweizer Sackmesser DOAG Konferenz 2009 Bernd Weber Consultant, Trivadis AG , Nürnberg Basel Baden Bern Lausanne Zürich Düsseldorf Frankfurt/M. Freiburg i. Br. Hamburg München Stuttgart Wien

2 Trivadis Facts & Figures Über 540 Mitarbeiter an 13 Standorten im Raum D-A-CH Finanziell unabhängig und nachhaltig profitabel Kennzahlen 2008 Konsolidierter Konzernumsatz: CHF 108 Mio. / EUR 68 Mio. Bei über 650 Dienstleistungskunden in über 1'600 Projekten aktiv Über 150 Service Level Agreements Über 5'000 Schulungsteilnehmer Forschungs- und Entwicklungsbudget: CHF 6.0 Mio. / EUR 3.6 Mio. 2

3 Trivadis - das Besondere Kundenindividuelle Lösungskompetenz und Herstellerunabhängigkeit Technologiekompetenz Lösungs- und Integrations-Know-how Begleitung über den gesamten IT-Projekt- Lifecycle bietet fundierte Methodenkenntnisse und eigenentwickelte Vorgehensweisen garantiert wiederholbare Qualität und Realisierungssicherheit hat über 15 Jahre Expertise in Oracle, Microsoft, IBM & Open Source verfügt über ein eigenes Technology Center und setzt auf technologische Exzellenz hat eine breite, branchenübergreifende Kundenbasis und jährlich über 1600 Projekte verbindet technologisches Spezialistenwissen mit dem Verständnis für die Business-Spezifika des Kunden begleitet den gesamten IT-Projekt-Lifecycle mit einem modularen Dienstleistungsportfolio bietet für jeden Reifegrad die passende Dienstleistungs- und Lösungskombination 5

4 Agenda Architektur-Überblick Framework-Implementierungen Deklarative Ansätze Die PAX Tools Das Mass unserer Dinge ist die Höhe Ihrer Ansprüche. OSGi und das Schweizer Sackmesser 2

5 Herausforderungen Software-Komplexität, Grenzen der Objektorientierung Exponentieller Anstieg des Softwareeinsatzes Portabilität / Einsatz in unterschiedlichen Umgebungen Wartung und Pflege Dynamik und Modularität nicht standardisiert OSGi und das Schweizer Sackmesser 4

6 OSGi - Google Trends OSGi und das Schweizer Sackmesser 5

7 OSGi Quickvote IT-Republik OSGi und das Schweizer Sackmesser 6

8 Architektur: Überblick Die OSGi Service Platform spezifiziert eine mehrschichtige Architektur für dynamische, Komponenten-basierte Systeme Applications (bundles) Services Life Cycle Module Java Execution Env OS + Hardware S E C U R I T Y OSGi und das Schweizer Sackmesser 7

9 Architektur: Service Layer Leistungsbeschreibung und Implementierung klar getrennt Alternative Implementierungen listens Vorhandene Dienste können zur Laufzeit erkannt und genutzt werden Basis ist die Schnittstelle Verwaltung in Service Registry Service Contract Component provides uses Die Komponenten sind wiederverwendbar Lose Kopplung über externe Schnittstellen OSGi und das Schweizer Sackmesser 8

10 Architektur: Service Layer Bietet ein Dienst-Modell innerhalb einer VM Abfrage der Verfügbarkeit Information über Dienst-Ereignisse Nutzung eines oder mehrerer Dienste mittels Konkreter Programmierung, Standard-Regeln oder (Deployment-) Konfiguration Ist nicht SOA SOA basiert auf Web Services, die über das (Inter-/Intra-)Netz gefunden und genutzt werden Die OSGi Service Plattform beschränkt die Suche und Verwendung von Diensten auf eine Java VM Distributed OSGi (R 4.2) verwischt die Grenzen OSGi und das Schweizer Sackmesser 9

11 Architektur: Service Layer Serviceorientierte Programmierung Produktivität Strukturierte Programmierung Objektorientierte Programmierung Hardware-nahe Programmierung Komplexität und Größe OSGi und das Schweizer Sackmesser 10

12 Architektur: Module Layer Alles in einem Bundle Auslieferung von Bibliotheken und Applikationen in Bundles Java-Deployment komplexer Modularisierter ClassLoader Klassen Laden je Bundle Java ClassPath bei mehreren Applikationen unübersichtlich Abschottung / Schutz Packages / Klassen in Java nicht prinzipiell abschottbar Versionierung Java: nur 1 Package-Version OSGi und das Schweizer Sackmesser 11

13 Architektur: Module Layer Abhängigkeiten angeben! The Good: Service Dep.s Lose Kopplung, volle Dynamik Bindung an API, keine Implementierung Deklarativ nutzbar Bundle A Bundle B The Bad: Package Dep.s Import Package: Frühe, starke Bindung (wie Java) Versionierung benutzen! p q-1.4 r imports exports p q-[1.2,1.8) r...and the Ugly: Bundle Dep.s Require Bundle: Bindung an alle export. Packages Strukturelle Änderung aufwendig import private export OSGi und das Schweizer Sackmesser 12

14 Architektur: Life Cycle Layer Der Life Cycle Layer definiert eine API für Installation, Start, Stop, Aktualisierung und Deinstallation eines Bundles Der Bundle Manager verwaltet die Plattform INSTALLED RESOLVED start STARTING ACTIVE Abhängigkeiten werden stets berücksichtigt stop UNINSTALLED STOPPING OSGi und das Schweizer Sackmesser 13

15 Architektur: Life Cycle Layer Bundle-Start: BundleActivator Implementierungsklasse wird im JAR-Manifest definiert System bundle Bundle M BundleActivator-Methoden: start: Initialisieren (schnell!) stop: Aufräumen Bundle X-v2 X Zugriff auf OSGi-Framework über BundleContext Start Level: Gruppen von Bundles gemeinsam starten und anhalten Bundle A Bundle B OSGi und das Schweizer Sackmesser 14

16 Architektur: Was steckt in einem Bundle? Ein Bundle enthält Manifest Code Ressourcen Das Framework liest das Bundle-Manifest installiert den Bytecode und die Ressourcen löst Abhängigkeiten auf Bundle A {} Zur Laufzeit ruft das Framework den BundleActivator auf, um das Bundle zu starten verwaltet es den Java ClassPath berücksichtigt es die Abhängigkeiten des Dienstes ruft es den BundleActivator auf, um das Bundle anzuhalten OSGi und das Schweizer Sackmesser 15

17 Architektur: Execution Environment Das Execution Environment definiert die verfügbaren Standard-Klassen eines Bundles CLDC/ MIDP Die OSGi-Spezifikation basiert auf einer kleinen Teilmenge: Minimum EE Ein Bundle kann sein EE über einen Header festlegen OSGi Min. Beispiel: Bundle-RequiredExecutionEnvironment: JavaSE-1.6 CDC/FP J2SE CLDC = Connected Limited Device Configuration; kleinstmöglichste Konfiguration einer J2ME-Laufzeitumgebung CDC = Connected Device Configuration; Entwicklungssystem für Java ME Anwendungen in eingebetteten Systemen

18 Vorteile von OSGi Anforderungen können in Bundles aufgeteilt werden Die lose Kopplung über Services ermöglicht die Wiederverwendung von Standardkomponenten Bundles können mit Integrationstests zur Laufzeit geprüft werden Plattform- und Bundle-SLAs können definiert werden Dienste können schnell bereitgestellt werden (Internet-Update) Schnellere Entwicklung, einfachere Wartung Aber: OSGi zwingt zur Disziplin ;-) OSGi 17

19 Agenda Architektur-Überblick Framework-Implementierungen Deklarative Ansätze Die PAX Tools Das Mass unserer Dinge ist die Höhe Ihrer Ansprüche. OSGi und das Schweizer Sackmesser 18

20 OSGi Implementierungen Eclipse Equinox OSGi und das Schweizer Sackmesser 19

21 OpenSource Implementierungen: Freie Apache-Implementierung der OSGi R4 Service Platform Enthält Kern des OSGi-Frameworks und Standard-Services Derzeit sind große Teile der OSGi R4 Spezifikation implementiert An den noch fehlenden Teilen wird intensiv gearbeitet Framework-Funktionalität von Felix ist sehr stabil. Bietet weitere interessante OSGi-bezogene Technologien, z.b. ipojo DI Framework mit vielen Schnittstellen Maven-Bundle-Plugin Wird zunehmend als Basis anderer OS-Projekte verwendet: Apache ServiceMix (Enterprise Service Bus, Kernel based on Felix) Apache Tuscany (Open Source implementation of SCA) Application servers GlassFish, OW2 JonAS PAX-Runner OSGi 20

22 OpenSource Implementierungen: Equinox Ziel: Erstklassige OSGi Community, die die Vision von Eclipse als einem Zusammenspiel von OSGi-Bundles fördert OSGi Framework-Implementierung für alle Bereiche von Eclipse Implementierung aller OSGi-Aspekte incl. Mobile, Home und Vehicle Optionale Erweiterungen außerhalb des OSGi-Standards Buddy-Class-Loading, Extension Points Populärste OSGi-Implementierung Projekte und Produkte auf Basis von Equinox Eclipse und alle seine Derivate Open-Xchange Produkte von Iona, Innoopract, Prosyst,... OSGi und das Schweizer Sackmesser 21

23 OpenSource Implementierungen: Ziel: Einfach verwendbarer OSS Code, Build tools und Anwendungen mit Bezug zur OSGi Technologie Vollständige Umsetzung aller Pflichtteile von OSGi R4 (Core, Service Cmp) Bei den optionalen Teilen fehlen ein paar Sicherheitsaspekte Makewave stellt einige Entwickler für Pflege und Weiterentwicklung Viele Werkzeuge und Komponenten über den Standard hinaus Desktop zur Verwaltung eines laufenden OSGi-Frameworks Verschiedene Konsolen (TTY, TCP, Log and Framework commands,...) Erste OpenSource OSGi Framework Implementierung Knopflerfish Pro mit kommerziellem Support und weiteren Tools OSGi und das Schweizer Sackmesser 22

24 Agenda Architektur-Überblick Framework-Implementierungen Deklarative Ansätze Die PAX Tools Das Mass unserer Dinge ist die Höhe Ihrer Ansprüche. OSGi und das Schweizer Sackmesser 23

25 Deklarative Ansätze: Kernaussagen Reine OSGi APIs sind mächtig, aber nicht immer einfach zu verwenden Am Besten schreibt man POJOs (Plain Old Java Objects) ohne Bezug zu einem Framework Vorsicht bei extrem Performance-kritischen Anwendungen Es gibt einige deklarative Applikationsmodelle für OSGi: OSGi Declarative Services Spring-DM (früher Spring-OSGi) Apache ipojo OSGi Blueprint Services (seit Release 4.2) Suchen Sie sich das für Sie am besten geeignete Modell aus, NACHDEM ihre bestehende Anwendung als Bundle läuft OSGi und das Schweizer Sackmesser 24

26 Deklarative Ansätze: OSGi Declarative Services Teil des OSGi Standards Ausgereifte Technologie ähnlich zu Spring-DI Konfiguration einzelner Komponenten durch jeweilige Xml- Dateien unter OSGI-INF-Verzeichnis Je Komponente ein Bundle-Header Service-Component Setzen/Entfernen von Referenzen mit entsprechenden Methoden Angabe von Kardinalitäten, Konfiguration etc. Leichtgewichtige Alternative zu Spring-DM OSGi und das Schweizer Sackmesser 25

27 Deklarative Ansätze: Spring Dynamic Modules (DM) Konfiguration wie in Spring üblich mit Xml-Dateien, die den Application-Context beschreiben Verweis auf Spring-Konfiguration in speziellem Bundle-Header Spring-Context oder Dateien in META-INF/spring Services werden via <osgi:service... /> publiziert und via <osgi:reference... /> verwendet Mittel der Wahl, wenn Spring-Umfeld gesetzt ist Aufpassen bei per Spring-Bordmitteln verbogenen XSD-URLs! Benötigt diverse Bundles (Spring-Core, Spring-DM,... >= 12) OSGi und das Schweizer Sackmesser 27

28 Deklarative Ansätze: Apache ipojo Modernster Ansatz Basiert auf Annotations Bietet als Framework viele Erweiterungen z.b. zur Nutzung durch JMX Komponenten können deklarativ per OSGi ConfigurationAdmin konfiguriert werden und auf OSGi-Events reagieren Wird durch ein einziges Bundle von 205 kb ermöglicht Keine Abhängigkeit von weiteren Bibliotheken/Bundles Viele Tools (Maven- und Eclipse-Plugin,...), gut erweiterbar Sauschnell OSGi und das Schweizer Sackmesser 27

29 Agenda Architektur-Überblick Framework-Implementierungen Deklarative Ansätze Die PAX Tools Das Mass unserer Dinge ist die Höhe Ihrer Ansprüche. OSGi und das Schweizer Sackmesser 28

30 Einige PAX Tools OSGi und das Schweizer Sackmesser 29

31 PAX Construct Skript-Sammlung Erzeugung von OSGi-Maven-Projekten Generierung von Bundle-Modulen Integration vorhandener Bundles Wrappen von klassischen JARs PAX Provision für schnelles Entwickler-Deployment OSGi und das Schweizer Sackmesser 30

32 PAX Runner Stellt Laufzeitumgebung bereit Bietet verschiedene Profile, z.b. Log, DS, Spring Kann mit verschiedenen OSGi-Implementierungen und deren Versionen umgehen Standard-Einstellung ist Apache Felix mit aktueller Version OSGi und das Schweizer Sackmesser 31

33 PAX Exam Einfaches Aufsetzen von Integrationstests Basiert auf JUnit 4 Testlauf mit einer oder mehreren OSGi-Implementierungen Bereitstellung benötigter Bundles mit beliebigen URLs ( file:, mvn:, ) Definition von Umgebungsvariablen Test-Definition programmatisch oder in POM.xml durch mavenpaxexam-plugin OSGi und das Schweizer Sackmesser 32

34 PAX Web Erweiterung des OSGi Http Service Bessere Servlet Unterstützung, Filter, Listener, Fehlerseiten und JSPs Einfache Installation von WAR Bundles WAR Extender registriert Web-Elemente beim HTTP Service, z.b. servlets, session timeout Anmeldung von Servlet als Service möglich Automatische Reaktion auf Start/Stop des HTTP Service OSGi und das Schweizer Sackmesser 33

35 PAX Swissbox Kleine Helferlein zum Einbinden in ein Bundle JCL: Unterstützung von Apache Commons Logging Extender: Unterstützt spezifisches Framework-Verhalten TinyBundles: Erstellen von Bundles per Fluent API on the fly Weitere Helferlein verfügbar OSGi und das Schweizer Sackmesser 34

36 OSGi nutzen mit Trivadis Wissen vermitteln ist der Anfang. Wissen umsetzen das Entscheidende. Strategieberatung Erstellen von Prototypen Realisieren von Anwendungen Migrationsberatung OSGi und das Schweizer Sackmesser 35

37 Trivadis finden Sie auf Ebene 3 Stand Nr. 304 Bernd Weber Consultant, Trivadis AG bernd.weber@trivadis.com Basel Baden Bern Lausanne Zürich Düsseldorf Frankfurt/M. Freiburg i. Br. Hamburg München Stuttgart Wien