打造一个基于OSGi的Web Application_osgi framework-优快云博客

本文旨在探讨OSGi技术在Web应用领域的开发之路，从结合方式、开发环境搭建、启动OSGi容器等方面进行详细介绍，并提供具体实现步骤与案例，帮助开发者更好地理解与应用OSGi技术。

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动机和目标

OSGi技术发展至今也有好几年了，然而除了在富客户端应用(以Eclipse为代表)和服务器应用(如大多数的应用服务器)方面大放光芒之外，在Web Application方面的应用和资料却少之又少。一方面，在OSGi规范中，对于Web应用方面的规划尚不成熟，即使在最新的4.2版中，也仅仅只有一个HttpService，这个简陋的service甚至不能覆盖任何一个现有的Servlet规范；另一方面，各个OSGi实现厂商对HttpService的实现也是不完全的，在开发实现一个常规的Web Application时，这些实现也是完全不够用的。本文章的目的，也就是为了探索OSGi在Web Application上的开发之路该如何走，从我的视角提出一些看法，做一些尝试，希望对大家有所帮助。

现在OSGi与Web Application的结合，大致有两个方向：

OSGi包含Web Container：目前能完美嵌入OSGi的Web Container似乎只有jetty一个，tomcat的catalina似乎有希望能成为第二个。我们完全不能指望Websphere和Weblogic能在短期内具有能嵌入OSGi的能力，所以这个方向理所当然的被我放弃了。
Web Container包含OSGi：这个方面目前只有equinox的Servlet Bridge这么一个著名的实现，equinox通过Servlet Bridge的方式来实现一个OSGi的HttpService服务，这个服务目前能做的事情还非常有限，还不足以覆盖Servlet规范。

我的目标是构建一个OSGi与Web Application结合的方式，它要能满足一下几点需求：

基于OSGi的bundle和service。
适合绝大对数支持Servlet 2.4和Jsp 2.0规范的Web服务器。
适合现有的实现OSGi 4.2规范的OSGi Framework实现：equinox、felix和knopflerfish。
支持大部分Servlet 2.4和Jsp 2.0规范中声明的功能。
提供一个基于HttpService的服务实现，以此来兼容其他使用HttpService的service。

毫无疑问，我将采用Web Container中包含OSGi的方式来实现，具体的内容将在以后陆续提供。

搭建开发环境

工欲善其事必先利其器，在正式开发之前，花一点时间来构建开发环境还是有必要的。本章介绍一下我的开发环境。

我使用的开发环境如下：

Eclipse：当然了，最新版3.52，其中包含了最新版的WTP(Eclipse Web Tools Platform)，个人感觉，不比MyEclipse差，而且最重要的是，它是free的。
equinox-SDK：版本为3.6M5，实现了OSGi R4 core framework specification 4.2。
Tomcat：作为第一个实现的Web Container，我采用了Tomcat，从中抽取几个特定版本作为测试对象：5.5.28和6.0.26这两个版本，因为他们支持Java5和Servlet2.4/Jsp2.0。
JDK：当然Java5以上的，谁叫Equinox只支持Java5以上的呢，我采用的是jdk1.5.0.22。基于Websphere和Weblogic的缓慢的JDK升级历程，我还是决定不采用Java6或者是7了。

以下是我的目录结构：

环境整合：
1.运行Eclipse，指定Workspace路径为：D:/dbstar/workspaces/OSGi
2.设置Plug-in Development的Target Platform，增加equinox-SDK-3.6M5并设为默认，这样我们就可以使用equinox-SDK-3.6M5来作为我们开发bundle的基准库，而不是使用Eclipse自带的plugin开发环境。

3.在Server配置中增加Tomcat两个版本的服务器。

自此，我的开发环境就已经设置好了，当然了，还有一些其他的个人习惯设置，比如说字体，默认编码设为UTF-8，Code Template和Formatter等等，就不一一赘述了。

在下面一篇中，将介绍如何在Web Application中启动OSGi。

在WebApplication中启动OSGi

本章将创建一个Web Application项目，并描述如何在此应用中启动OSGi。

首先，在Eclipse中创建一个Dynamic Web Project，名字为OSGi-Web，Context root为osgi。

这个项目只作为部署Web Application使用，相关java代码放在另外一个Java Project中，因此我们再创建一个新的Java Project，名字为OSGi-Web-Launcher。然后在OSGi-Web项目的Java EE Module Dependencies中设置OSGi-Web-Launcher为关联，这样在部署的时候，OSGi-Web-Launcher项目中的java代码将为打包为jar存放到Web的WEB-INF/lib目录之中。

为了启动OSGi，我们在web中增加一个ServletContextListener监听器实现，并且通过这个监听器来控制OSGi容器的启动和终止。

在OSGi-Web-Launcher项目中增加一个java类，类名为FrameworkConfigListener，实现接口ServletContextListener，package为org.dbstar.osgi.web.launcher。在contextInitialized方法中，增加启动OSGi的代码，在contextDestroyed方法中，增加停止OSGi的代码，这样我们就可以使OSGi容器的生命周期与ServletContext的生命周期保持一致了。

启动OSGi容器：
感谢OSGi规范4.2给了我们一个简单统一的启动OSGi容器的方式，所有实现OSGi4.2规范的容器实力都应该实现这种启动方式，那就是通过org.osgi.framework.launch.FrameworkFactory，同时，还必须在其实现jar中放置一个文件：META-INF/services/org.osgi.framework.launch.FrameworkFactory，这个文件中设置了实际的FrameworkFactory实现类的类名。在equinox-SDK-3.6M5的org.eclipse.osgi_3.6.0.v20100128-1430.jar中，这个文件的内容是：org.eclipse.osgi.launch.EquinoxFactory。

我们先写一个工具类来载入这个配置文件中的内容：

1 package org.dbstar.osgi.web.launcher;
2
3 import java.io.BufferedReader;
4 import java.io.IOException;
5 import java.io.InputStream;
6 import java.io.InputStreamReader;
7
8 public abstract class ServiceLoader {
9 public final static < E > Class < E > load(Class < E > clazz) throws IOException, ClassNotFoundException {
10 return load(clazz, Thread.currentThread().getContextClassLoader());
11 }
12
13 @SuppressWarnings( " unchecked " )
14 public final static < E > Class < E > load(Class < E > clazz, ClassLoader classLoader) throws IOException,
15 ClassNotFoundException {
16 String resource = " META-INF/services/ " + clazz.getName();
17 InputStream in = classLoader.getResourceAsStream(resource);
18 if (in == null ) return null ;
19
20 try {
21 BufferedReader reader = new BufferedReader( new InputStreamReader(in));
22 String serviceClassName = reader.readLine();
23 return (Class < E > ) classLoader.loadClass(serviceClassName);
24 } finally {
25 in.close();
26 }
27 }
28 }

然后获取到FrameworkFactory的实例类：

1 try {
2 frameworkFactoryClass = ServiceLoader.load(FrameworkFactory. class );
3 } catch (Exception e) {
4 throw new IllegalArgumentException( " FrameworkFactory service load error. " , e);
5 }
6 if (frameworkFactoryClass == null ) {
7 throw new IllegalArgumentException( " FrameworkFactory service not found. " );
8 }

实例化FrameworkFactory：

1 FrameworkFactory frameworkFactory;
2 try {
3 frameworkFactory = frameworkFactoryClass.newInstance();
4 } catch (Exception e) {
5 throw new IllegalArgumentException( " FrameworkFactory instantiation error. " , e);
6 }

获取Framework的启动配置：

1 Map < Object, Object > configuration;
2 try {
3 // 载入Framework启动配置
4 configuration = loadFrameworkConfig(event.getServletContext());
5 if (logger.isInfoEnabled()) {
6 logger.info( " Load Framework configuration: [ " );
7 for (Object key : configuration.keySet()) {
8 logger.info( " /t " + key + " = " + configuration.get(key));
9 }
10 logger.info( " ] " );
11 }
12 } catch (Exception e) {
13 throw new IllegalArgumentException( " Load Framework configuration error. " , e);
14 }

启动配置读取外部配置文件，可以在此配置文件中增加OSGi容器实现类相关的配置项，例如Equinox的osgi.console：

1 // 载入Framework启动配置
2 private static Map < Object, Object > loadFrameworkConfig(ServletContext context) throws MalformedURLException {
3 String configLocation = context.getInitParameter(CONTEXT_PARAM_OSGI_CONFIG_LOCATION);
4 if (configLocation == null ) configLocation = DEFAULT_OSGI_CONFIG_LOCATION;
5 else if ( ! configLocation.startsWith( " / " )) configLocation = " / " .concat(configLocation);
6
7 Properties config = new Properties();
8 try {
9 // 载入配置项
10 config.load(context.getResourceAsStream(configLocation));
11 if (logger.isInfoEnabled()) logger.info( " Load Framework configuration from: " + configLocation);
12 } catch (IOException e) {
13 if (logger.isWarnEnabled()) logger.warn( " Load Framework configuration error from: " + configLocation, e);
14 }
15
16 String storageDirectory = config.getProperty(PROPERTY_FRAMEWORK_STORAGE, DEFAULT_OSGI_STORAGE_DIRECTORY);
17 // 检查storageDirectory合法性
18 if (storageDirectory.startsWith(WEB_ROOT)) {
19 // 如果以WEB_ROOT常量字符串开头，那么相对于WEB_ROOT来定位
20 storageDirectory = storageDirectory.substring(WEB_ROOT.length());
21 storageDirectory = context.getRealPath(storageDirectory);
22 } else {
23 // 如果是相对路径，那么相对于WEB_ROOT来定位
24 if ( ! new File(storageDirectory).isAbsolute()) {
25 storageDirectory = context.getRealPath(storageDirectory);
26 }
27 }
28 storageDirectory = new File(storageDirectory).toURL().toExternalForm();
29 config.setProperty(PROPERTY_FRAMEWORK_STORAGE, storageDirectory);
30 if (logger.isInfoEnabled()) logger.info( " Use Framework Storage: " + storageDirectory);
31
32 return config;
33 }

然后，就可以获取framework实例了，通过framework来初始化，启动和停止OSGi容器：

1 try {
2 framework = frameworkFactory.newFramework(configuration);
3 framework.init();
4
5 // 初始化Framework环境
6 initFramework(framework, event);
7
8 // 启动Framework
9 framework.start();
10
11 succeed = true ;
12 } catch (BundleException e) {
13 throw new OSGiStartException( " Start OSGi Framework error! " , e);
14 } catch (IOException e) {
15 throw new OSGiStartException( " Init OSGi Framework error " , e);
16 }

在initFramework方法中，主要做两件事情，一是将当前的ServletContext作为一个service注册到OSGi容器中去：

1 private static void registerContext(BundleContext bundleContext, ServletContext servletContext) {
2 Properties properties = new Properties();
3 properties.setProperty( " ServerInfo " , servletContext.getServerInfo());
4 properties.setProperty( " ServletContextName " , servletContext.getServletContextName());
5 properties.setProperty( " MajorVersion " , String.valueOf(servletContext.getMajorVersion()));
6 properties.setProperty( " MinorVersion " , String.valueOf(servletContext.getMinorVersion()));
7 bundleContext.registerService(ServletContext. class .getName(), servletContext, properties);
8 }

第二件事就是：在第一次初始化容器时，加载并启动指定目录中的bundle：

1 // 初始化Framework环境
2 private static void initFramework(Framework framework, ServletContextEvent event) throws IOException {
3 BundleContext bundleContext = framework.getBundleContext();
4 ServletContext servletContext = event.getServletContext();
5
6 // 将ServletContext注册为服务
7 registerContext(bundleContext, servletContext);
8
9 File file = bundleContext.getDataFile( " .init " );
10 if ( ! file.isFile()) { // 第一次初始化
11 if (logger.isInfoEnabled()) logger.info( " Init Framework

" );
12
13             String pluginLocation = servletContext.getInitParameter(CONTEXT_PARAM_OSGI_PLUGINS_LOCATION);
14              if (pluginLocation == null ) pluginLocation = DEFAULT_OSGI_PLUGINS_LOCATION;
15              else if ( ! pluginLocation.startsWith( " / " )) pluginLocation = " / " .concat(pluginLocation);
16
17              // 安装bundle
18             File bundleRoot = new File(servletContext.getRealPath(pluginLocation));
19              if (bundleRoot.isDirectory()) {
20                  if (logger.isInfoEnabled()) logger.info( " Load Framework bundles from: " + pluginLocation);
21
22                 File bundleFiles[] = bundleRoot.listFiles( new FilenameFilter() {
23                      public boolean accept(File dir, String name) {
24                          return name.endsWith( " .jar " );
25                     }
26                 });
27
28                  if (bundleFiles != null && bundleFiles.length > 0 ) {
29                      for (File bundleFile : bundleFiles) {
30                          try {
31                             bundleContext.installBundle(bundleFile.toURL().toExternalForm());
32                              if (logger.isInfoEnabled()) logger.info( " Install bundle success: " + bundleFile.getName());
33                         } catch (Throwable e) {
34                              if (logger.isWarnEnabled()) logger.warn( " Install bundle error: " + bundleFile, e);
35                         }
36                     }
37                 }
38
39                  for (Bundle bundle : bundleContext.getBundles()) {
40                      if (bundle.getState() == Bundle.INSTALLED || bundle.getState() == Bundle.RESOLVED) {
41                          if (bundle.getHeaders().get(Constants.BUNDLE_ACTIVATOR) != null ) {
42                              try {
43                                 bundle.start(Bundle.START_ACTIVATION_POLICY);
44                                  if (logger.isInfoEnabled()) logger.info( " Start bundle: " + bundle);
45                             } catch (Throwable e) {
46                                  if (logger.isWarnEnabled()) logger.warn( " Start bundle error: " + bundle, e);
47                             }
48                         }
49                     }
50                 }
51             }
52
53              new FileWriter(file).close();
54              if (logger.isInfoEnabled()) logger.info( " Framework inited. " );
55         }
56     }

以上就是启动OSGi容器的过程，相比较而言，停止容器就简单多了：

1 public void contextDestroyed(ServletContextEvent event) {
2 if (framework != null ) {
3 if (logger.isInfoEnabled()) logger.info( " Stopping OSGi Framework

" );
4
5              boolean succeed = false ;
6              try {
7                  if (framework.getState() == Framework.ACTIVE) framework.stop();
8                 framework.waitForStop( 0 );
9                 framework = null ;
10
11                 succeed = true ;
12             } catch (BundleException e) {
13                  throw new OSGiStopException( " Stop OSGi Framework error! " , e);
14             } catch (InterruptedException e) {
15                  throw new OSGiStopException( " Stop OSGi Framework error! " , e);
16             } finally {
17                  if (logger.isInfoEnabled()) {
18                      if (succeed) logger.info( " OSGi Framework Stopped! " );
19                      else logger.info( " OSGi Framework not stop! " );
20                 }
21             }
22         }
23     }

最后，还有一件事情，就是将FrameworkConfigListener配置到web.xml中：

1 
2 < listener >
3 < listener-class > org.dbstar.osgi.web.launcher.FrameworkConfigListener </ listener-class >
4 </ listener >

让我们来测试一下吧，在Eclipse中新建一个Server：

另外，在OSGi-Web-Launcher项目的classpath中增加org.eclipse.osgi_3.6.0.v20100128-1430.jar，并且在Java EE Module Dependencies中勾选这个jar，这样可以保证这个jar最终部署到Web Application的WEB-INF/lib目录下去。同样，还需要增加commons-logging.jar。

然后就可以启动这个Server查看效果了。

附上本文中提到的源代码。

为OSGi容器提供Web Application环境

本章叙述如何在OSGi容器中提供必要的Web Application环境，其中包括Servlet 2.4、Jsp 2.0和Commons-Logging相关的package，使得其他在OSGi容器中的bundle可以import。

为了在OSGi容器中提供export的package，一般有三种方式：

一个常规的bundle，自身包含必要的class，同时在Export-Package中声明。
一个Host为System Bundle的Fragment Bundle，同样也可以在Export-Package中声明导出的package，只要这个package中的class在System Bundle的ClassLoader中能load到。
通过启动Framework的配置项：org.osgi.framework.system.packages和org.osgi.framework.system.packages.extra。OSGi 4.2规范中描述了这两个标准的配置项。在这两个配置项中描述的package都等同于在System Bundle中声明了export。

对于在Web Application中运行的OSGi容器，一些必要的环境是通过Web Container提供的，我们最好不要，也不应该用自己的类来替换，这包括了j2ee相关的jar，如servlet和jsp相关的jar等等。在一些WebServer的实现中，会自动屏蔽Web Application的classpath中的j2ee相关的jar。

除了j2ee相关的jar之外，还有一些使用非常普遍的jar，比如说Apache commons一类，其中最常用的大概就是commons-lang.jar、commons-io.jar和commons-logging.jar了，这些jar最好也有Web Container来提供，或者有必要的话，在Web Application中提供，而不是在OSGi容器中提供，这涉及到一些JVM层次的单例类，或者希望能由Web Application级别来统一实现和配置的环境，最常见的应用就是日志配置了。通过由Web Application提供的commons-logging来给OSGi容器中的环境使用，而commons-logging通过何种方式来实现，不需要让OSGi内部知道。

至于导出package到OSGi的方式中，是采用第二种还是第三种，主要区别在于：第三种方式是加载framework时指定的，在其后的生命周期中不可更改，而第二种方式则更符合OSGi动态加载的特性。

我采用第二种方式来给OSGi容器增加环境支持，具体操作很简单，以Servlet为例，首先编写一个文本文件，名字为：MANIFEST.MF，内容如下：

注意其中关键的header属性，Fragment-Host: system.bundle; extension:=framework
这样写才能保证这个Fragment Bundle在各种OSGi Framework实现中都能兼容。
保存以后，将这个文件放置到一个名字为META-INF的目录中，然后用jar命令打包成一个jar即可(或者用winrar打包，记得选择压缩方式为zip，在打包后将zip后缀名改成jar，我通常都是这么干的)。

Jsp的MANIFEST.MF：

1 Manifest-Version: 1.0
2 Bundle-ManifestVersion: 2
3 Bundle-Name: Jsp Extension Fragment
4 Bundle-SymbolicName: javax.servlet.jsp_extension ; singleton:=true
5 Bundle-Version: 2.0.0
6 Bundle-Vendor: dbstar
7 Fragment-Host: system.bundle ; extension:=framework
8 Bundle-RequiredExecutionEnvironment: J2SE- 1.5
9 Export-Package: javax.servlet.jsp ; version="2.0.0",
10 javax.servlet.jsp.el ; version="2.0.0",
11 javax.servlet.jsp.resources ; version="2.0.0",
12 javax.servlet.jsp.tagext ; version="2.0.0"

commons-logging的MANIFEST.MF

因为我用的是commons-logging-1.1.1.jar，所以version写的是1.1.1，大家可以修改成自己所使用的jar的版本。

将上面生成的三个jar放到OSGi-Web项目的WEB-INF/osgi/plugins目录下面。还记得我在上一章创建的那个Tomcat Server么，clean一次，新的jar会部署到Tomcat中去，然后就可以运行Server了。
至于为什么是clean而不是publish，区别在于clean会清除所有OSGi容器创建出来的文件，这样下次启动OSGi时就会做一个install bundle的事情，而publish不会自动install新加进去的bundle。

如果你使用的是equinox，那么你可以在控制台中看到Syetem Bundle现在多了几个Fragments，查看一下Servlet Bundle，会显示下列信息，表示servlet 2.4的package在OSGi容器中已经可用了：

osgi> bundle 2
javax.servlet_extension_2 .4.0 [ 2 ]
 Id = 2 , Status = RESOLVED Data Root = D:/dbstar/workspaces/OSGi/.metadata/.plugins/org.eclipse.wst.server.core/tmp0/wtpwebapps/OSGi-Web/WEB-INF/osgi/configuration/org.eclipse.osgi/bundles/ 2 /data
 No registered services.
 No services in use.
 Exported packages
 javax.servlet ; version="2.4.0"[exported]
 javax.servlet.http ; version="2.4.0"[exported]
 javax.servlet.resources ; version="2.4.0"[exported]
 No imported packages
 Host bundles
 org.eclipse.osgi_3 .6.0 .v20100128- 1430 [ 0 ]
 No named class spaces
 No required bundles

最后提供几个本章提到的bundle给大家下载，大家就不用自己再起生成一个了。
javax.servlet_extension_2.4.0.jar
javax.servlet.jsp_extension_2.0.0.jar
org.apache.commons.logging_extension_1.1.1.jar
系统不让传扩展名为.jar的文件，大家下载后把扩展名改改吧，阿门。

在OSGi容器中管理Web元素的实现思路

要在OSGi容器中动态的管理Web相关的元素，目前有两种方式。

一种是通过类似于bridge的方式，现在外层的Web Application中配置一个对应的元素，然后通过对这个元素将外部的访问桥接到OSGi容器内部。在OSGi容器内部，会有一个总控的service，通过这个service来提供Web元素的动态管理，以及对外界请求的响应和分发。Equinox的Servlet Bridge就是采用的这种方式。

另一种方式就是通过使用Web Container提供的原生的API来实现Web元素的动态管理，将Web Container的部分功能作为Service注册到OSGi中，然后在OSGi中通过这个Service来动态的管理Web元素。

两种方式各有利弊：

对于bridge方式来说，优点是与Web Container实现无关，在多种Web Container中均能正常使用；缺点也很明显，无法使用Web Container提供的各种特性，并且相当于自己要实现一部分Web Server的功能，不仅是重复造轮子，而且还是个不怎么好的轮子，能否满足企业级应用的需求，还只是个未知数。

对于使用原生API的方式来说，优点就是完全使用Web Server自身的机制，可以保证性能和功能需求；缺点同样也很明显，现在流行的Web Server开源的并不多，而且就算是开源的，也不一定提供了可以动态管理Web元素的API，就算是有相应的API，也不一定适合OSGi环境，而且同一个Web Server的不同版本，API也很有可能会变化，这直接导致了原生方式实现的多样性和不兼容性。

幸运的是，在Tomcat 5.5.x和6.0.x中都提供了这样的API，在以后的章节中，我会着重针对Tomcat 5.5.x、6.0.x版本以及对bridge方式这三个场景，来实现对Web元素的动态管理。

Servlet 2.4中描述了如下可以在web.xml中配置的元素，这也是我要实现动态管理的目标：

Context Parameter
Error Page
Filter
Filter Mapping
Listener
Security role
Servlet
Servlet Mapping
Welcome Page

增加日志输出功能

到目前为止，我们的基于OSGi内核的Web Application还没有任何的日志输出功能，本章将介绍如何在这个Web应用中配置和输出日志。

在前面的配置中，我们的应用中只含有commons-logging.jar，而OSGi容器之外的代码中，均是通过配置commons logging的Log对象来输出日志的，在默认的配置下，系统将采用Jdk14Logger来作为输出日志的实现，这对我们来说是远远不够的。我们下一步将配置更加常用的Log4j在作为我们的日志输出实现，通过以下几个步骤：

一、为Web Application配置Log4j：
1.在OSGi-Web项目的Java EE Module Dependencies中，增加对log4j.jar的依赖关系。
2.在WEB-INF/config目录中，增加一个log4j.properties文件，内容如下：

1 ### direct log messages to stdout ###
2 log4j.appender.stdout = org.apache.log4j.ConsoleAppender
3 log4j.appender.stdout.Target = System.out
4 log4j.appender.stdout.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
5 log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern =% d{ABSOLUTE} % 5p % c{ 1 }: % L - % m % n
6
7 #Default Log File Configuration For OSGi
8 log4j.appender.OSGiLog = org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
9 log4j.appender.OSGiLog.DatePattern = ' . ' yyyy - MM - dd
10 log4j.appender.OSGiLog.File = ${osgi.root} / logs / OSGi.log
11 log4j.appender.OSGiLog.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
12 log4j.appender.OSGiLog.layout.ConversionPattern =% d [ % t] %- 5p % c - % m % n
13
14 log4j.rootLogger = info, stdout
15
16 log4j.logger.org.dbstar = debug, OSGiLog
17 log4j.logger.org.eclipse = debug, OSGiLog

3.采用Spring Web的Log4j配置方式，在web.xml中增加如下配置：

1 
2 < context-param >
3 < param-name > webAppRootKey </ param-name >
4 < param-value > osgi.root </ param-value >
5 </ context-param >
6 < context-param >
7 < param-name > log4jConfigLocation </ param-name >
8 < param-value > /WEB-INF/config/log4j.properties </ param-value >
9 </ context-param >
10
11 
12 < listener >
13 < listener-class > org.springframework.web.util.Log4jConfigListener </ listener-class >
14 </ listener >

4.在OSGi-Web项目的Java EE Module Dependencies中，增加spring相关jar的依赖。

经过以上4个步骤，我们在Web Application中使用commons logging输出的日志，都可以通过Log4j来显示了。但是作为OSGi容器内部来说，这还不够。OSGi规范中推荐使用org.osgi.service.log包中的LogService和LogReaderService来管理和显示OSGi日志。为了能正常显示OSGi容器内部的日志，我们还需要将LogService、LogReaderService和OSGi容器外部的Log4j结合起来才行，为了达到这个目的，我们还需要做以下几个步骤：
1.为OSGi容器增加一个org.osgi.service.log的实现包。在equinox-SDK-3.6M5开发包中，这个实现jar是：org.eclipse.equinox.log_1.2.100.v20100118.jar，当然，还需要org.eclipse.osgi.services_3.2.100.v20100108.jar，都放置到OSGi-Web工程的WEB-INT/osgi/plugins目录下面。
2.为OSGi容器增加Declarative Services支持。在equinox-SDK-3.6M5开发包中，包含了一个DS的实现：org.eclipse.equinox.ds_1.2.0.v20100125.jar，将这个jar和一个依赖的jar：org.eclipse.equinox.util_1.0.100.v20090520-1800.jar部署到OSGi容器中，就可以使用DS服务了。同样也放到plugins目录下面去。
3.新增一个plugin工程，名字为：org.dbstar.osgi.log，我们使用DS方式来获取服务，相关源代码如下：
OSGI-INF/log.xml

1 <? xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
2 < scr:component xmlns:scr ="http://www.osgi.org/xmlns/scr/v1.1.0" enabled ="true" name ="logListener" xsi:schemaLocation ="http://www.osgi.org/xmlns/scr/v1.1.0 http://www.osgi.org/xmlns/scr/v1.1.0/scr.xsd" >
3 < implementation class ="org.dbstar.osgi.log.LogListenerImpl" />
4 < reference cardinality ="1..1" interface ="org.osgi.service.log.LogReaderService" name ="LogReaderService" policy ="static" />
5 </ scr:component >

LogListenerImpl.java

1 package org.dbstar.osgi.log;
2
3 import org.apache.commons.logging.Log;
4 import org.apache.commons.logging.LogFactory;
5 import org.osgi.service.component.ComponentContext;
6 import org.osgi.service.log.LogEntry;
7 import org.osgi.service.log.LogListener;
8 import org.osgi.service.log.LogReaderService;
9 import org.osgi.service.log.LogService;
10
11 public class LogListenerImpl implements LogListener {
12 private static final Log logger = LogFactory.getLog(LogListenerImpl. class );
13
14 protected void activate(ComponentContext context) {
15 LogReaderService service = (LogReaderService) context.locateService( " LogReaderService " );
16 service.addLogListener( this );
17 }
18
19 protected void deactivate(ComponentContext context) {
20 LogReaderService service = (LogReaderService) context.locateService( " LogReaderService " );
21 service.removeLogListener( this );
22 }
23
24 public void logged(LogEntry entry) {
25 String msg = getMessage(entry);
26
27 switch (entry.getLevel()) {
28 case LogService.LOG_DEBUG:
29 if (logger.isDebugEnabled()) {
30 if (entry.getException() == null ) {
31 logger.debug(msg);
32 } else {
33 logger.debug(msg, entry.getException());
34 }
35 }
36 break ;
37 case LogService.LOG_INFO:
38 if (logger.isInfoEnabled()) {
39 if (entry.getException() == null ) {
40 logger.info(msg);
41 } else {
42 logger.info(msg, entry.getException());
43 }
44 }
45 break ;
46 case LogService.LOG_WARNING:
47 if (logger.isWarnEnabled()) {
48 if (entry.getException() == null ) {
49 logger.warn(msg);
50 } else {
51 logger.warn(msg, entry.getException());
52 }
53 }
54 break ;
55 case LogService.LOG_ERROR:
56 if (logger.isErrorEnabled()) {
57 if (entry.getException() == null ) {
58 logger.error(msg);
59 } else {
60 logger.error(msg, entry.getException());
61 }
62 }
63 break ;
64 }
65 }
66
67 private String getMessage(LogEntry entry) {
68 StringBuilder msg = new StringBuilder();
69 if (entry.getBundle() != null ) msg.append( " [bundle: " ).append(entry.getBundle()).append( " ] " );
70 if (entry.getServiceReference() != null ) msg.append( " [service: " ).append(entry.getServiceReference())
71 .append( " ] " );
72 msg.append(entry.getMessage());
73 return msg.toString();
74 }
75 }

META-INF/MANIFEST.MF

1 Manifest-Version: 1.0
2 Bundle-ManifestVersion: 2
3 Bundle-Name: Log Bundle
4 Bundle-SymbolicName: org.dbstar.osgi.log
5 Bundle-Version: 1.0.0
6 Bundle-Vendor: dbstar
7 Bundle-RequiredExecutionEnvironment: J2SE- 1.5
8 Service-Component: OSGI-INF/log.xml
9 Import-Package: org.apache.commons.logging ; version="1.0.4",
10 org.osgi.framework ; version="1.3.0",
11 org.osgi.service.component ; version="1.1.0",
12 org.osgi.service.log ; version="1.3.0"

好了，打包成bundle jar然后也扔到plugins目录下面，然后clean一下server，启动，现在能看到多了许多日志输出，现在OSGi内部通过LogService输出的日志也能由Log4j接管了。

最后总结一下，LogService和LogReaderService是OSGi规范中提倡的日志标准，在equinox内部实现中大量使用了这种日志，而commons logging是我们开发常规程序时所常用的日志方式。在你的bundle代码中，具体要采用哪一种日志方式，并没有强制的要求，大家可以根据各人喜好来选用。
顺便提一句，LogService有些美中不足的是，不能像commons logging那样，显示出日志具体是从哪个java类的第几行输出的，不知道各位大虾是否有人知道该如何解决呢，希望不吝赐教：）

设置初始化bundle的StartLevel

后来发现其中在初始化时加载bundle的方式，还有一些美中不足。这种方式加载的bundle都具有相同的启动顺序，即bundle的初始化默认start level，在之前均没有做过特别的设置，所以默认值都是1，这样会导致所有的bundle的启动顺序无法控制，在某些希望特殊bundle优先加载的场合(如日志功能，需要最先加载)，我们希望能够在bundle初始化的时候就能指定特别的start level，这样所有的bundle就能按照我们预设的启动顺序来加载了。下面就是我优化过的初始化代码，能够解决启动顺序问题。

工作原理是这样的，首先，在原来存放初始化bundle的目录，也就是OSGi-Web工程的/WEB-INF/osgi/plugins目录下面再增加一个名为start的目录，在start目录下，再按照期望设置的start level来建立子目录，例如，期望设置start level为1的bundle，放到plugins/start/1目录下面；期望设置start level为2的bundle，放到plugins/start/2目录下面，以此类推。

代码方面，设置bundle的start level，需要使用StartLevel Service，可以通过下面代码获得：

1 // StartLevel Service，用于设置bundle的startlevel
2 ServiceReference slRef = bundleContext.getServiceReference(StartLevel. class .getName());
3 StartLevel sl = slRef == null ? null : (StartLevel) bundleContext.getService(slRef);

然后设置initial bundle start level：

1 // 设置新bundle的初始startlevel为系统配置项：org.osgi.framework.startlevel.beginning的值
2 String bsl = bundleContext.getProperty( " org.osgi.framework.startlevel.beginning " );
3 if (bsl != null && isInteger(bsl)) sl.setInitialBundleStartLevel(Integer.parseInt(bsl));

这样所有新安装的bundle的初始化start level都将被设置为和系统配置项：org.osgi.framework.startlevel.beginning相同的值，以确保所有默认安装的bundle都能启动。
修改osgi.properties中关于org.osgi.framework.startlevel.beginning的配置项，我改成了5：

1 #Specifies the beginning start level of the framework. See Start
2 #Level Service Specification on page 235 for more information.
3 #
4 org.osgi.framework.startlevel.beginning = 5

增加一个方法，用于安装一个目录下所有的直属bundle，并且设置start level：

1 private static void installBundles(BundleContext bundleContext, File bundleRoot, StartLevel sl, int bsl) {
2 File bundleFiles[] = bundleRoot.listFiles( new FilenameFilter() {
3 public boolean accept(File dir, String name) {
4 return name.endsWith( " .jar " );
5 }
6 });
7
8 if (bundleFiles != null && bundleFiles.length > 0 ) {
9 for (File bundleFile : bundleFiles) {
10 try {
11 Bundle bundle = bundleContext.installBundle(bundleFile.toURL().toExternalForm());
12 if (sl != null && bsl > 0 ) sl.setBundleStartLevel(bundle, bsl);
13 if (logger.isInfoEnabled()) logger.info( " Install bundle success: " + bundleFile.getName());
14 } catch (Throwable e) {
15 if (logger.isWarnEnabled()) logger.warn( " Install bundle error: " + bundleFile, e);
16 }
17 }
18 }
19 }

最后，遍历start目录下的子目录来安装所有的bundle：

1 // 安装bundle并设置相应的start level
2 File slRoot = new File(bundleRoot, " start " );
3 if (slRoot.isDirectory()) {
4 File slDirs[] = slRoot.listFiles( new FileFilter() {
5 public boolean accept(File file) {
6 return file.isDirectory() && isInteger(file.getName());
7 }
8 });
9
10 for (File slDir : slDirs) {
11 installBundles(bundleContext, slDir, sl, Integer.parseInt(slDir.getName()));
12 }
13 }
14
15 // 安装直属目录下面的bundle
16 installBundles(bundleContext, bundleRoot, sl, 0 );

1 private static boolean isInteger(String value) {
2 try {
3 Integer.parseInt(value);
4 return true ;
5 } catch (NumberFormatException e) {
6 return false ;
7 }
8 }

最后，由于Declarative Services的存在，稍微调整了一下启动策略，所有包含Service-Component的header定义的bundle，也调用start方法来启动：

1 for (Bundle bundle : bundleContext.getBundles()) {
2 if (bundle.getState() == Bundle.INSTALLED || bundle.getState() == Bundle.RESOLVED) {
3 if (bundle.getHeaders().get(Constants.BUNDLE_ACTIVATOR) != null || bundle.getHeaders().get( " Service-Component " ) != null ) {
4 try {
5 bundle.start(Bundle.START_ACTIVATION_POLICY);
6 if (logger.isInfoEnabled()) logger.info( " Start bundle: " + bundle);
7 } catch (Throwable e) {
8 if (logger.isWarnEnabled()) logger.warn( " Start bundle error: " + bundle, e);
9 }
10 }
11 }
12 }

clean Server然后启动Server，我们可以看到初始化后的bundle已经被赋予了指定Start Level。

附上initFramework方法的完整代码，更多的代码请参加以前的帖子：

" );
12
13             String pluginLocation = servletContext.getInitParameter(CONTEXT_PARAM_OSGI_PLUGINS_LOCATION);
14              if (pluginLocation == null ) pluginLocation = DEFAULT_OSGI_PLUGINS_LOCATION;
15              else if ( ! pluginLocation.startsWith( " / " )) pluginLocation = " / " .concat(pluginLocation);
16
17              // 安装bundle
18             File bundleRoot = new File(servletContext.getRealPath(pluginLocation));
19              if (bundleRoot.isDirectory()) {
20                  if (logger.isInfoEnabled()) logger.info( " Load Framework bundles from: " + pluginLocation);
21
22                  // StartLevel Service，用于设置bundle的startlevel
23                 ServiceReference slRef = bundleContext.getServiceReference(StartLevel. class .getName());
24                 StartLevel sl = slRef == null ? null : (StartLevel) bundleContext.getService(slRef);
25                  // 设置新bundle的初始startlevel为系统配置项：org.osgi.framework.startlevel.beginning的值
26                 String bsl = bundleContext.getProperty( " org.osgi.framework.startlevel.beginning " );
27                  if (bsl != null && isInteger(bsl)) sl.setInitialBundleStartLevel(Integer.parseInt(bsl));
28
29                  // 安装bundle并设置相应的start level
30                 File slRoot = new File(bundleRoot, " start " );
31                  if (slRoot.isDirectory()) {
32                     File slDirs[] = slRoot.listFiles( new FileFilter() {
33                          public boolean accept(File file) {
34                              return file.isDirectory() && isInteger(file.getName());
35                         }
36                     });
37
38                      for (File slDir : slDirs) {
39                         installBundles(bundleContext, slDir, sl, Integer.parseInt(slDir.getName()));
40                     }
41                 }
42
43                  // 安装直属目录下面的bundle
44                 installBundles(bundleContext, bundleRoot, sl, 0 );
45
46                  for (Bundle bundle : bundleContext.getBundles()) {
47                      if (bundle.getState() == Bundle.INSTALLED || bundle.getState() == Bundle.RESOLVED) {
48                          if (bundle.getHeaders().get(Constants.BUNDLE_ACTIVATOR) != null || bundle.getHeaders().get( " Service-Component " ) != null ) {
49                              try {
50                                 bundle.start(Bundle.START_ACTIVATION_POLICY);
51                                  if (logger.isInfoEnabled()) logger.info( " Start bundle: " + bundle);
52                             } catch (Throwable e) {
53                                  if (logger.isWarnEnabled()) logger.warn( " Start bundle error: " + bundle, e);
54                             }
55                         }
56                     }
57                 }
58
59                  if (slRef != null ) bundleContext.ungetService(slRef);
60             }
61
62              new FileWriter(file).close();
63              if (logger.isInfoEnabled()) logger.info( " Framework inited. " );
64         }
65     }

使用Tomcat原生API来动态管理Web元素：原理

Tomcat的org.apache.catalina.Context接口提供了动态管理注入到Catalina Web Container中的Web元素的API。在基于OSGi的Web Application中，可以利用这个接口来实现在OSGi容器中动态管理Web元素的目的。为了达到这个目的，我们还需要做一些额外的配置。请注意，以下方法仅适用于Tomcat，并非通用的实现，而且只针对5.5.28版和6.0.24版的Tomcat做过简单的测试。

首先我们要做的事情，就是将Tomcat的org.apache.catalina.Context实现类作为Service注入到OSGi容器中去。在OSGi-Web工程的WebContent/META-INF目录中，增加一个context.xml文件，内容如下：

这样我们就可以使用org.apache.catalina.ContainerServlet这个接口类了，通过它可以访问Catalina的内部功能，它有Catalina被类加载器加载，而不是我们的WebApplication类加载器。它的 Setter方法在这个Servlet的新的实例被放进Service时被执行。
接下来我们写一个Servlet，这个Servlet将实现ContainerServlet接口，请注意它是怎么工作的：

1 package org.dbstar.osgi.web.launcher.tomcat;
2
3 import java.util.Properties;
4
5 import javax.servlet.ServletException;
6 import javax.servlet.UnavailableException;
7 import javax.servlet.http.HttpServlet;
8
9 import org.apache.catalina.ContainerServlet;
10 import org.apache.catalina.Context;
11 import org.apache.catalina.Wrapper;
12 import org.dbstar.osgi.web.launcher.FrameworkConfigListener;
13 import org.osgi.framework.BundleContext;
14 import org.osgi.framework.ServiceRegistration;
15 import org.osgi.framework.launch.Framework;
16
17 public final class TomcatContextServlet extends HttpServlet implements ContainerServlet {
18 private static final long serialVersionUID = - 3977062987005392657L ;
19
20 private Wrapper wrapper;
21 private Context context;
22
23 private ServiceRegistration registration;
24
25 public Wrapper getWrapper() {
26 return wrapper;
27 }
28
29 public void setWrapper(Wrapper wrapper) {
30 this .wrapper = wrapper;
31 if (wrapper == null ) context = null ;
32 else context = (Context) wrapper.getParent();
33 }
34
35 @Override
36 public void init() throws ServletException {
37 // Ensure that our ContainerServlet properties have been set
38 if ((wrapper == null ) || (context == null )) throw new UnavailableException( " Wrapper not set. " );
39
40 // Ensure that Framework have been set
41 Framework framework = FrameworkConfigListener.getFramework();
42 if (framework == null ) throw new UnavailableException( " Framework not set. " );
43
44 // 将context注册为服务
45 registration = registerContext(framework.getBundleContext(), context);
46 }
47
48 private static ServiceRegistration registerContext(BundleContext bundleContext, Context context) {
49 Properties properties = new Properties();
50 properties.setProperty( " DisplayName " , context.getDisplayName());
51 properties.setProperty( " ContextPath " , context.getPath());
52 return bundleContext.registerService(Context. class .getName(), context, properties);
53 }
54
55 @Override
56 public void destroy() {
57 if (registration == null ) return ;
58
59 Framework framework = FrameworkConfigListener.getFramework();
60 if (framework == null ) return ;
61
62 if (framework.getState() == Framework.ACTIVE) registration.unregister();
63 registration = null ;
64 }
65 }

通过ContainerServlet接口提供的setWrapper方法，我们获得了一个Wrapper实例，这个实例对应于TomcatContextServlet部署到Tomcat中的封装类，通过其getParent方法我们就可以获得Servlet所在的Context了。
接下来在init方法中，我们将获得的Context实例，通过Framework注册到OSGi容器中去。在destroy方法中，注销Context的注册，这样形成了一个完整的生命周期。
然后，将这个TomcatContextServlet部署到web.xml中去：

1 
2 < servlet >
3 < servlet-name > TomcatContextServlet </ servlet-name >
4 < servlet-class > org.dbstar.osgi.web.launcher.tomcat.TomcatContextServlet </ servlet-class >
5 < load-on-startup > 1 </ load-on-startup >
6 </ servlet >

设置<load-on-startup>使这个Servlet在WebContainer初始化时加载，否则它将没有加载的机会，因为我们在应用中不会直接使用到这个Servlet。

最后还有一件事情不要忘记了，我们需要将org.apache.catalina及其相关的package export到OSGi容器中去，这样才能在OSGi容器中供给bundle来import。参照《打造一个基于OSGi的Web Application——为OSGi容器提供Web Application环境》一文中提到的方式，我们将catalina.jar作为extension Fragment的方式，引入到OSGi容器中去。
Catalina的MANIFEST.MF：

1 Manifest-Version: 1.0
2 Bundle-ManifestVersion: 2
3 Bundle-Name: Catalina Extension Fragment
4 Bundle-SymbolicName: org.apache.catalina_extension ; singleton:=true
5 Bundle-Version: 5.5.28
6 Bundle-Vendor: dbstar
7 Fragment-Host: system.bundle ; extension:=framework
8 Bundle-RequiredExecutionEnvironment: J2SE- 1.5
9 Export-Package: org.apache.catalina , org.apache.catalina.authenticator ,
10 org.apache.catalina.connector , org.apache.catalina.core , org.apache.cat
11 alina.deploy , org.apache.catalina.loader , org.apache.catalina.mbeans , or
12 g.apache.catalina.realm , org.apache.catalina.security , org.apache.catal
13 ina.session , org.apache.catalina.startup , org.apache.catalina.users , org
14 .apache.catalina.util , org.apache.catalina.valves

在接下来的章节中，我会逐一描述如何在基于Tomcat的OSGi容器中，如何实现各种Web元素的动态管理，尽请期待哦：）

最后提供几个本章提到的bundle给大家下载，大家就不用自己再起生成一个了。