La plateforme dynamique à services OSGi

Les services
Service : entité informatique définie par un ensemble de descripteurs de service
enregistrés dans un annuaire de service
La plateforme dynamique à services
OSGi™
Descripteur : ensemble de propriétés définissant l’accès à l’entité
Exp : une interface Java ou IDL pour un fournisseur (interface offerte)
ou une interface Java ou IDL pour un client (interface requise)
Gaël Thomas
[email protected]
Contrat : ensemble des descripteurs mis en relation
Exp : deux interfaces égales (ifce fournisseur = ifce du client)
+ propriétés de QoS
En général : contrat = mis en relation d’un client et d’un founrisseur
(Basé sur un cours de Dider Donsez)
Annuaire : associe des entités avec des descripteurs de service
Université Pierre et Marie Curie
Master Informatique
2007/2008
Exp : service associant des serveurs et des interfaces, recherche d’un serveur à partir
de son interface
service de nommage (associe un nom aux serveurs)
Gaël Thomas
Les services
OSGi
2
Les services
Trois intervenants :
Intérêt des services
Fournisseur de service
Seul le descripteur est nécessaire pour trouver un fournisseur
Imprimante, amazone.com
Pas de dépendance vis à vis d’un nom indépendant
Descripteur définit l’interface, les meta-données, les assertions etc…
Client du service
Utilisateur final, application à base de services, moteur d’orchestration
Annuaire de services (Service Registry)
Mécanisme de recherche intuitif
UDDI, pages jaunes, registry OSGi
Exemple : "Trouve moi une imprimante couleur à l’étage"
Interface d’imprimante {
void print(PostScript file)
}
Gaël Thomas
Un annuaire de service contient des associations entre
descripteurs et instances de fournisseur
Propriétés :
couleur = vrai
étage = mon-étage
OSGi
3
Gaël Thomas
OSGi
4
Les services
Les services
Architecture orientée service
Architecture orientée service dynamique
Exemples : Web Services, OSGi™, Jini…
Perte du serveur détection de la perte d’un service + reliaison (presque)
transparente
Exemple : OSGi, Jini…
Annuaire
de services
2 – Recherche
Loc + props
Annuaire
de services
1 – Enregistrement
Disparition du service
Loc + props
Loc + props
3 – Résultat et sélection
Utilisateur
de Service
5 – Utilisation
Fournisseur
de service
Utilisateur
de Service
4 – Liaison
Gaël Thomas
OSGi
5
Gaël Thomas
Les services
Fournisseur
de service
Fournisseur
de service
OSGi
6
Les services
Séparation supplémentaire entre modules logiciels :
Un utilisateur conçoit son application en fonction d’un service offert et non
d’une implémentation précise du service
Architecture orientée service dynamique
Perte du serveur détection de la perte d’un service + reliaison (presque)
transparente
Exemple : OSGi, Jini…
Par exemple : j’utilise un service météo au lieu de Météo France
Annuaire
de services
La liaison avec une implémentation de service est effectuée
Lors de la conception (programmation classique)
Mais l’application reste indépendante de l’implémentation
Lors de la compilation
Pendant l’exécution
Loc + props
Utilisateur
de Service
Les services augmentent
Re-liaison dynamique
L’indépendance entre modules logiciels
La flexibilité dynamique
Fournisseur
de service
Gaël Thomas
OSGi
7
Gaël Thomas
OSGi
8
Les services
Qu’est ce qu’OSGi™
Plateforme à service
Hypothèse forte
L’interface d’un service n’évolue jamais
En revanche, la description peut évoluer (assertions, meta-données…)
Centralisé (une seule VM)
Orienté au départ vers les Gateway
Dynamique
Liaison (de base) uniquement par appel de méthode
Consortium indépendante
Fondée en mars 1999
Soutenue par de nombreux acteurs (IT, téléphonie, Eclipse, Apache)
Releases
22/11/1999 : SUN transfert le JSR008 du JCP à OSGi
1.0 : mai 2000 (189 pages)
2.0 : octobre 2001 (238 pages)
3.0 : mars 2003 (602 pages)
4.0 : octobre 2005 (1000 pages!)
Remarque : Open Services Gateway Initiative est obsolète
Gaël Thomas
OSGi
9
Gaël Thomas
Qu’est ce qu’OSGi™
OSGi
10
Motivation d’OSGi™
Programmation orientée service en Java
Cible des systèmes à mémoire restreinte
Mise à jour dynamique d’application sans interruption
Trois principales implantations de la spécification
Felix (Apache)
Eclipse-equinox (IBM)
Installation, mise à jour, lancement, arrêt, retrait
Moteur à pluggin d’eclipse
Knopflerfish
Résolution des dépendances de version de code
Chargement/déchargement de code en Java
Gaël Thomas
OSGi
11
Gaël Thomas
OSGi
12
Sommaire
Bundle
Unité fonctionnelle fondamentale de OSGi™
Motivations
Bundle, services et packages
Cycle de vie
Manifest, Activator et BundleContext
Enregistrement et recherche de services
Gestion d’événements
Offre des services
Se lie (utilise) des services
Un bundle est l’unité de déploiement d’OSGi™
Bundle
Machine
Virtuelle
Java
Bundle
Bundle
Chargement
Plateforme OSGi™
Gaël Thomas
OSGi
13
Gaël Thomas
Notion de contrat de service
OSGi
14
Notion de contrat de service
Un service implémente (offre) un interface Java
Un service possède des meta données
C’est l’interface Java que doit implémenter la classe Java du service
Représenté par la partie XML-Schema en Web Services
Table de hash associant String à Object
Permet le filtrage, l’évolution dynamique du contrat
Représenté par le nom de la classe de l’interface
Plusieurs services peuvent implanter la même interface
simultanément
Exemple de descripteur :
Interface implantée : org.osgi.Printer
Propriétée : color=true, proto=ftp, (dpi>=300 && dpi<=600)
L’interface se trouve dans un bundle pour pouvoir être
déployé et chargé dynamiquement dans OSGi™
Pas de notion d’assertions en OSGi
Gaël Thomas
OSGi
15
Gaël Thomas
OSGi
16
Dépendance de services, dépendances de packages
Dépendance de services, dépendances de packages
Une interface de service => déployée dans un bundle
Une interface Java est un binaire!
Il ne faut pas embarquer le binaire contrat dans les fournisseurs ou
les utilisateurs
Sujet à incohérences
Lourd en mémoire
Bundle qui n’offre pas de service!
Il existe donc une seconde dépendance entre bundles :
la dépendance de packages
La plateforme OSGi™ résout automatiquement les
dépendances de packages
Gaël Thomas
OSGi
17
Gaël Thomas
Structure d’un bundle
OSGi
18
L’interface de service typique
Notion d’activateur : code exécuté au chargement
Ressources
Services
Fournis
Packages
Exportés
Services
Requis
0010
0010
1001
… 0010
0010
1001
…
0010
0010
1001
…
Manifest
….
Packages
Importés
0010
0010
1001
… 0010
0010
1001
…
Exporte le package de l’interface
0010
0010
1001
…
Manifest
….
Exemple : osgi.printer
Description du Bundle
Activateur (classe Java)
Objets métiers (classes ou jar Java) Enregistre les services fournis
Implémentent les services
Cherche les services requis
Gaël Thomas
OSGi
19
Pas d’activateur
Gaël Thomas
OSGi
20
Le fournisseur de service typique
L’utilisateur de service typique
Ressources
Ressources
Le Service fourni
Le Service requis
Exemple : osgi.printer.Printer
Exemple : osgi.printer.Printer
0010
0010
1001
… 0010
0010
1001
…
0010
0010
1001
…
Manifest
….
Exemple : osgi.printer
Activateur : instancie le service, l’enregistre dans le
repository
Gaël Thomas
0010
0010
1001
… 0010
0010
1001
…
Le Package de l’interface
OSGi
21
toto.MonImplemdePrinter
Service d’impression
Le Package de l’interface
Exemple : osgi.printer
Gaël Thomas
OSGi
22
Sommaire
Un fournisseur de service est une instance d’une classe
implantant l’interface d’un service
Un client du service manipule directement la référence
Java du service
osgi.printer.Printer
Manifest
….
Activateur : cherche le service dans le repository à
partir du nom de son interface
Représentation en mémoire des services
Utilisé par
le client du
service
0010
0010
1001
…
Bundle interface
Motivations
Bundle, services et packages
Cycle de vie
Manifest, Activator et BundleContext
Enregistrement et recherche de services
Gestion d’événements
Bundle fournisseur
Est une instance de
Instancié et enregistré dans le repository par l’activateur
Gaël Thomas
OSGi
23
Gaël Thomas
OSGi
24
Cycle de vie
Cycle de vie
Le bundle a été correctement téléchargé
(pas chargé dans OSGi™)
Update, refresh
Resolve
Installed
Install
start
Resolved
Active
Uninstalled
Gaël Thomas
Active
Stop, update, refresh
Uninstalled
25
Gaël Thomas
Update, refresh
Install
Le bundle a été
chargé dans OSGi et
Resolve
start
Les packages sont résolus
Active
OSGi
Resolve
L’activateur a été terminé avec succés
start
Il a, par exemple, enregistré les services fournis
Resolved
Stop, update, refresh
Uninstalled
Gaël Thomas
Install
Starting
Update
refresh
Installed
Update
refresh
Starting
Uninstall
26
Cycle de vie
Update, refresh
Resolved
Stopping
OSGi
Cycle de vie
Installed
start
Uninstall
Stopping
OSGi
Resolve
Resolved
Stop, update, refresh
Uninstall
Starting
Update
refresh
Install
Starting
Update
refresh
Installed
Update, refresh
Active
Stop, update, refresh
Uninstall
Stopping
Uninstalled
27
Gaël Thomas
OSGi
Stopping
28
Cycle de vie
Cycle de vie
B2 : bundle du service X. X est dans le repository. X requiert Y
B3 : bundle interface exporte les interfaces X et Y
Actif
X
B1 : requiert service X, offre Y, importe les interfaces X et Y
Installation code chargé dans OSGi™
Actif
Installé
Y
Y
Actif
X
X
Actif
Y
???
???
B2
X,Y
B3
B1
Activateur
Activateur
X,Y
Activateur
B2
X,Y
29
Gaël Thomas
Actif
X
Starting : appel de l’activateur. Activateur cherche un service de type Y
Actif
Starting
Y
Y
Actif
X
X
???
B2
X,Y
Activateur
X,Y
Activateur
Actif
Y
???
B1
30
Cycle de vie
Résolution : OSGi™ trouve le bundle qui exporte les interfaces X et Y
X
Activateur
OSGi
Cycle de vie
Résolu
X,Y
Plateforme OSGi™
OSGi
Y
X,Y
Activateur
Plateforme OSGi™
Gaël Thomas
B3
B3
B1
Activateur
Activateur
X,Y
B2
B3
X,Y
X,Y
Activateur
X,Y
Activateur
Cherche un service de type Y
Plateforme OSGi™
Gaël Thomas
OSGi
Plateforme OSGi™
31
Gaël Thomas
OSGi
32
Cycle de vie
Cycle de vie
OSGi™ renvoie une référence vers l’instance du service X de B2
Activateur : alloue une instance d’un service ayant l’interface X,
puis enregistre le service Y dans le repository OSGi™
Liaison
Starting
Y
Actif
X
X
Actif
Starting
Y
Y
Actif
X
X
Actif
Y
???
B1
???
B2
X,Y
X,Y
Activateur
B3
B1
Activateur
Activateur
X,Y
Activateur
B2
X,Y
Renvoie une référence vers l’instance X
33
Gaël Thomas
OSGi
Actif
X
B2 cherche un service de type Y
Actif
Starting
Y
Y
Actif
X
X
???
B2
X,Y
Activateur
X,Y
B3
B1
Activateur
Activateur
X,Y
Activateur
B3
X,Y
Activateur
X,Y
Activateur
Cherche un service de type Y
Plateforme OSGi™
OSGi
B2
X,Y
Génère un événement
« arrivée d’un service »
Gaël Thomas
Actif
Y
???
B1
34
Cycle de vie
OSGi™ génère un événement d’arrivée de service pour le bundle B2
X
Activateur
Plateforme OSGi™
Cycle de vie
Starting
X,Y
Alloue et enregistre le service Y comme disponible, de type B
OSGi
Y
X,Y
Activateur
Plateforme OSGi™
Gaël Thomas
B3
Plateforme OSGi™
35
Gaël Thomas
OSGi
36
Cycle de vie
Cycle de vie
OSGi™ renvoie la référence vers l’instance de Y
Starting
Actif
Y
X
X
B1
Actif
Actif
Y
Y
B2
X,Y
X,Y
Activateur
Fin de l’enregistrement de Y fin de l’activateur de B1
B1 passe dans l’état actif
Activateur
Actif
X
B3
B1
Activateur
Activateur
X,Y
X
Actif
Y
B2
B3
X,Y
X,Y
Activateur
X,Y
Activateur
Renvoie une référence vers
l’instance Y de B1
Plateforme OSGi™
Gaël Thomas
OSGi
Plateforme OSGi™
37
Gaël Thomas
Développement OSGi
38
Développement OSGi
Développement d’un bundle :
Rôle de l’activateur
Le descripteur de déploiement
Fichier manifest.mf
Les fichiers binaires (classes)
Méthode start() : appelée lors du passage à l’état starting
• Chercher les services requis nécessaire au démarrage du bundle
• Instancier les services offerts par le bundle
• Enregistrer les services offerts par la bundle
• Activateur
• Classes fournisseurs
• Classes clientes
Méthode stop() : appelée lors du passage à l’état stopping
• Relâcher les références vers les services utilisés
• Supprimer les services offerts par le bundle
Développement d’une applications
Des bundles interface
Des bundles de services (clients et serveurs)
Gaël Thomas
OSGi
OSGi
Bundle interface : en général pas d’activateur
Juste des interfaces et des exceptions
39
Gaël Thomas
OSGi
40
Développement OSGi
Développement OSGi
Écriture de l’interface
Description d’un bundle
Descripteur de déploiement
Fichier manifest.mf dans META-INF
: nom du bundle
Bundle-Name
Import-Package : packages importés (au chargement)
Export-Package : packages exportés
Bundle-Activator
Bundle-ClassPath
Bundle-Name: HelloWorld
Bundle-Description: The HelloWorld Contract
Bundle-Version: 1.0.0
Bundle-Vendor: Gael Thomas
Bundle-ContactAddress: [email protected]
Bundle-Copyright: Library GNU Public License
Export-Package: lip6.services.HelloWorld
: classe de l’activateur
: un bundle peut contenir des
sous-fichiers jar
Bundle-UpdateLocation : url pour màj bundle
Dynamic-Import-Package : package importés à
l’exécution
Gaël Thomas
OSGi
41
Gaël Thomas
Développement OSGi
OSGi
42
Développement OSGi
Écriture de l’interface
Écriture du fournisseur
Descripteur de déploiement
L’interface du service
package lip6.services;
Bundle-Name: HelloWorldImpl
Bundle-Description: An implementation of HelloWorld
Bundle-Version: 1.0.0
Bundle-Vendor: Gael Thomas
Bundle-ContactAddress: [email protected]
Bundle-Copyright: Library GNU Public License
Bundle-Activator: lip6.helloimpl.Activator
Import-Package: lip6.services.helloworld,
org.osgi.framework
public interface HelloWorld {
public static hello();
}
Gaël Thomas
OSGi
43
Gaël Thomas
OSGi
44
Développement OSGi
Développement OSGi
Écriture du fournisseur
Écriture du fournisseur
Le fournisseur de service
L’activateur : enregistre un service
Donne des propriétés (<string clé, Object val>) au service
package lip6.helloimpl;
public class Activator implements BundleActivator {
private ServiceRegistration reg;
package lip6.helloimpl;
public class HelloWorldImpl implements HelloWorld {
public void hello() {
System.out.println("Bonjour, monde!!!");
}
}
Gaël Thomas
OSGi
public void start(BundleContext ctx) throws BundleException {
HelloWorld impl = new HelloWorldImpl();
Dictionary props = new Hashtable();
props.put("language", "français");
reg = ctx.registerService(HelloWorld.class.getName(),
impl, props);
/* type: HelloWorld, props: language=français */
}
/* suite transparent suivant */
45
Gaël Thomas
Développement OSGi
46
Développement OSGi
Écriture du fournisseur
Écriture du consommateurs
L’activateur : désenregistre les services
Descripteur de déploiement
…
public void stop(BundleContext ctx) throws BundleException {
if(reg != null)
reg.unregister();
}
}
Gaël Thomas
OSGi
OSGi
47
Bundle-Name: HelloWorldClient
Bundle-Description: A clientof HelloWorld
Bundle-Version: 1.0.0
Bundle-Vendor: Gael Thomas
Bundle-ContactAddress: [email protected]
Bundle-Copyright: Library GNU Public License
Bundle-Activator: lip6.client.Activator
Import-Package: lip6.services.helloworld,
org.osgi.framework
Gaël Thomas
OSGi
48
Développement OSGi
Développement OSGi
Écriture du Consommateur
Propriétés et filtres de recherche
L’activateur : cherche un service
Expressions LDAP classiques
Opérateurs de compositions : &, |, !…
Opérateurs de regroupement : ()
Opérateurs d’égalité, inégalité : =, <, >…
• Donne l’interface cherchée
• Un filtre LDAP optionnel pour les propriétés
• Renvoie un ensemble de services trouvés
package lip6.client;
Clé spéciale objectClass : l’interface du service (String)
public class Activator implements BundleActivator {
public void start(BundleContext ctx) throws BundleException {
ServiceReference[] refs =
context.getServiceReferences(HelloWorld.class.getName(),
"language=*");
HelloWorld hw = context.getService(refs[0 ]);
hw.hello();
context.ungetService(refs[0 ]);
}
}
Gaël Thomas
OSGi
49
Exemple
getServiceReference(HelloWorld.class.getName(),
"|(language=fr)(cpt<18)");
Tous les services de type HelloWorld ayant language=fr et cpt<18
getServiceReferences(null,
"&(objectClass=*)(language=français));
Tous les services (tous type) dans le langage est le français
Gaël Thomas
OSGi et la programmation dynamique
OSGi
50
Conclusion sur OSGi
Possibilité d’attacher des gestionnaires d’événements à
OSGi : modèle de plateforme à service locale en Java
Arrivée ou départ de bundle (BundleListener)
Arrivée ou départ de services (ServiceListener)
Très performant
Pas de mandataire entre serveur et client
Uniquement local
Exemple : être informée de l’arrivée d’un service HelloWorld
De nombreux travaux existent autour de la répartition et de la génération
à la volée de mandataire pour invocation distante
public class Ecoute extends ServiceListener {
public void serviceChanged(ServiceEvent ev) {
ServiceReference ref = event.getServiceReference();
String objectClasses[] =
(String[])ref.getProperty("objectClass");
if(objectClasses[0].equals(HelloWorld.class.getName()) {
switch(ev.getType()) {
case MODIFIED: /* props ont changées */
case REGISTERED: /* arrivée d’un fournisseur */
case UNREGISTERING: /* départ d’un fournisseur */
} } } }
/* dans Activator : context.addServiceListener(new Ecoute()); */
Gaël Thomas
OSGi
Uniquement en Java pour Java
Contribue à obtenir de bonnes performances!
Technologie en pleine expansion
Programmation dynamique difficile à prendre en main…
Déchargement de classe difficile (voir cours chargeur de
classes)
Encore peu d’outils d'ingénierie logiciel
51
Gaël Thomas
OSGi
52