插件框架(Plug-in Framework)

本文探讨了插件框架的设计核心、实现方式及关键组件,包括平台与插件的交互、配置文件、注册机制和接口定义。以Photoshop和Eclipse为例展示了插件在软件扩展中的应用,并详细介绍了配置文件、注册插件、使用反射机制实现插件框架的步骤。

http://blog.sinzy.net/ifyr/entry/7179


from: http://msdn.microsoft.com/asp.net/archive/default.aspx?pull=/library/en-us/dnaspp/html/pluginframework.asp 中文

WHY?
*To extend an application's functionality without the need to re-compile and distribute it to customers. 
*To add functionality without requiring access to the original source code. 
*The business rules for the application change frequently, or new rules are added frequently.

HOW?
*How do you find the plug-in from within the application? 
*How does the plug-in know what data to handle? 
*How do you activate this plug-in?

SUMMARY
*Create a shared interfaces library. 
*Create custom plug-ins implementing the custom interfaces. 
*Create context arguments to pass to the plug-ins. 
*Create a section in your config file to hold plug-in names. 
*Instantiate plug-ins using an IConfigurationSectionHandler implementer class. 
*Call your plug-ins. 
*Go home and spend some quality time away from your computer.
综述:
通常的插件框架的设计要包括平台(platform)和插件(Plug-in)两个部分。平台的功能通常包括软件的核心功能和插件的处理功能。而插件通常用来对平台功能的扩展与补充,可以集中管理,能够定义出标准接口。插件需要通过平台扩展接口获取主框架的各种资源和数据,可包括各种系统句柄,程序内部数据以及内存分配等。而平台则通过插件接口调用插件所实现的功能,读取插件处理数据等。这是Photoshop的插件设计方案。
当然也有纯粹的插件实现的软件,一个非常小的内核和其上的插件组成。这些插件包括界面,资源管理,帮助系统,以及其它插件使用的库等等。插件的耦合点通过XML中定义的已知接口(plugin.xml)或者OSGI格式的manifest文件,其扩展点的范围包括从正规表达式字符串,到一个类的描述。这是Eclipse的插件设计方案。

设计:
使用配置文件/注册表(Registry)的好处是可以非常详尽的设定Plug-in的功能,这样做的同时也损失了一部分灵活性,诚然也可以通过注册插件的方式来弥补这种灵活性,但是在插件中必须增加自我注册信息,同时在调用插件之前必须先注册该插件。IE中的BHO(Browser Helper Object)就是这种方案。
另一种方案是把所有的插件都指定放在特定路径下,然后遍历该目录下的文件,得到所有可用的插件。Foobar中的插件应该是这种方案。

实现:
插件框架的实现通常采用分离接口(Separated Interface)定义在不同环境下的行为,通过工厂方法(Factory Method)生成在相应环境下的实现。这种框架在使用反射(reflect)机制的语言(java, C#)中可以充分发挥其优势,而在不支持反射机制的语言中则需要添加一个条件判断以达到将接口映射到具体的实现的目的。

参考资料:
关于Plug-In实现的描述
Eclipse Platform SDK roadmap
Patterns of Enterprise Application Architecture

Update: 2005-09-07
Plug-in Architecture Framework for Beginners
An MFC extension library to enable DLL plug-in technology for your application using MESSAGE_MAPs
Plug-In framework using DLLs
Multi platform plug-in development made easy!
How to do run-time (or explicit) linking of C++ plug-in components and objects
Using a Doc/View exported from a dynamically loaded DLL
ATL COM Based Addin / Plugin Framework With Dynamic Toolbars and Menus
SkinX, A framework of a skin plug-in package
Pluggable Event Handler









<think>首先,用户的问题是关于如何在rqt GUI框架中添加插件和保存视角。rqt是ROS的一个软件框架,用于创建GUI工具。 从系统指令中,我需要: - 所有行内数学表达式用$...$格式。 - 独立公式用$$...$$并单独成段。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 在回答中引用的段落末尾添加引用标识。 - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 - 参考提供的引用。 提供的引用: - 引用[1]: rqt是ROS的一个软件框架,以插件的形式实现各种GUI工具。可以在rqt中将所有现有的GUI工具作为子窗口运行,也可以以独立方法运行,但rqt可以更轻松地同时管理屏幕上的所有各种窗口。用户可以使用Python或C++创建自己的rqt插件。[^1] - 引用[2]: 参考eloquent官方教学rqt使用 sudo apt update sudo apt install ros-eloquent-rqt* #这里20.04之后的软件名称不太一样需要注意 2. 朴实无华的运行rqt 键入rqt命令rqt 第一次运行rqt显示界面是空白的,需要执行以下操作 (看英文) 选择 Plugins > Services> Service Caller 基本的窗口和按键表示含义如下 2. 使用rqt进行操作 [^2] 用户的问题:"Understanding how to add plugins and manage perspectives in rqt GUI framework" 翻译成中文是:"理解如何在rqt GUI框架中添加插件和管理视角"。 我需要用中文回答。回答结构清晰,逐步解决问题。 关键点: - **添加插件**:在rqt中,插件可以通过菜单添加。引用[2]提到选择Plugins > Services > Service Caller来添加服务调用器插件- **保存视角**:视角(perspectives)允许用户保存窗口布局。rqt支持保存和加载视角。 步骤: 1. **安装rqt**:如果还没有安装,需要先安装。参考引用[2],使用`sudo apt install ros-eloquent-rqt*`(对于Eloquent版本),但注意版本可能不同。 2. **运行rqt**:键入`rqt`命令启动。 3. **添加插件**: - 启动rqt后,界面可能空白。 - 转到菜单栏:Plugins > [类别] > [具体插件],例如Plugins > Services > Service Caller。 - 用户可以选择不同的插件,如Topics, Nodes, 等。 4. **管理视角**: - 在rqt中,可以保存当前窗口布局为视角。 - 菜单:Perspectives > Save Current Perspective,然后输入名称。 - 加载视角:Perspectives > Load Perspective,选择保存的视角。 - 删除视角:Perspectives > Delete Perspective。 回答结构: - 介绍rqt和插件概念。 - 逐步指导如何添加插件- 逐步指导如何保存和加载视角。 - 确保真实可靠,基于ROS知识。 - 结束时生成相关问题。 生成相关问题: - 基于主题,如:如何创建自定义插件?rqt的常见问题?如何优化rqt布局? 引用标识: - 在回答中引用段落末尾添加[^1]或[^2]。例如,提到安装时引用[2],提到插件形式引用[1]。 完整回答: 1. **开头**:简要介绍rqt。 2. **添加插件**: - 描述步骤。 - 示例:添加Service Caller插件。 3. **保存视角**: - 描述如何保存、加载视角。 4. **结束**:总结。 5. **相关问题**:列出3-4个相关问题。 用中文书写。</think>### 如何在rqt GUI框架中添加插件和保存视角 rqt是ROS(机器人操作系统)的一个软件框架,它以插件的形式实现各种GUI工具,允许用户在统一界面中管理多个窗口,并支持自定义插件开发[^1]。下面我将逐步指导您如何添加插件和保存视角(perspectives),确保操作清晰可靠。操作基于ROS常见版本(如Eloquent或Foxy),但具体命令可能因ROS发行版而异,建议参考官方文档调整。 #### 1. **前提准备:安装和启动rqt** - 如果尚未安装rqt,请先更新软件包并安装。例如,在Ubuntu系统上,使用终端执行以下命令(以Eloquent版本为例): ```bash sudo apt update sudo apt install ros-eloquent-rqt* # 注意:对于ROS 2 Foxy或更新版本,软件包名称可能不同(如ros-foxy-rqt*) ``` 安装完成后,启动rqt: ```bash rqt ``` 首次运行时,界面可能空白,需要通过菜单添加插件[^2]。 #### 2. **添加插件到rqt界面** 在rqt中,插件是核心组件,用户可以通过菜单系统轻松添加。插件分为不同类别(如Topics、Services、Nodes等),每个插件提供特定功能(例如监控话题或调用服务)。以下是详细步骤: - **步骤1:启动rqt后**,在菜单栏找到 **Plugins**(插件)选项。 - **步骤2:选择插件类别和具体插件**: - 例如,添加 **Service Caller**(服务调用器)插件:点击 `Plugins > Services > Service Caller`。 - 其他常见插件:`Plugins > Topics > Topic Monitor`(话题监控器)或 `Plugins > Nodes > Node Graph`(节点图)。 - **步骤3:插件自动加载**:选择后,插件窗口会出现在rqt主界面中。您可以拖动窗口调整位置,或缩放大小以适应布局。 - **注意事项**: - 如果菜单中缺少某些插件,可能是未安装相关包(如`ros-eloquent-rqt-service-caller`)。使用`sudo apt install [包名]`补充安装。 - 用户可以使用Python或C++开发自定义插件,并集成到rqt中[^1]。 #### 3. **保存和加载视角(Perspectives)** 视角功能允许您保存当前窗口布局(包括插件位置和大小),便于快速恢复或共享配置。这能显著提高工作效率,尤其当管理多个插件时。 - **保存当前视角**: - 在菜单栏选择 **Perspectives > Save Current Perspective**。 - 输入视角名称(如`my_config`),点击确认。rqt会自动保存布局到配置文件(通常位于`~/.config/rqt/perspectives/`目录)。 - **加载已保存视角**: - 选择 **Perspectives > Load Perspective**。 - 从列表中选择之前保存的名称(如`my_config`),界面会立即恢复布局。 - **管理视角**: - **删除视角**:选择 **Perspectives > Delete Perspective**,选择名称后确认。 - **默认视角**:rqt启动时自动加载上一次使用的视角;如需重置,删除配置文件或选择 **Perspectives > Reset Perspective**。 - **示例场景**:假设您添加了`Service Caller`和`Topic Monitor`插件,并调整好位置。保存为`monitoring_perspective`后,下次启动rqt可直接加载,无需重新配置。 #### 4. **常见问题和优化建议** - **问题排查**: - 如果插件不显示:确保正确安装相关ROS包,并检查rqt日志(终端输出)。 - 视角保存失败:检查用户权限(确保对`~/.config/rqt/`有写权限)。 - **最佳实践**: - 在开发中,使用视角保存常用布局(如调试或监控模式),减少重复操作。 - 结合自定义插件,rqt能扩展为强大的ROS开发环境[^1]。 通过以上步骤,您可以高效地在rqt中添加插件和管理视角。rqt的设计以用户友好为核心,适合ROS初学者和高级开发者[^1][^2]。 ### 相关问题 1. 如何创建自定义rqt插件(使用Python或C++)? 2. rqt在ROS 2中的常见问题及解决方案有哪些? 3. 如何优化rqt布局以提高机器人开发效率? 4. rqt与其他ROS GUI工具(如RViz)如何集成使用?
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