插件式設(shè)計近年來非常流行,其中
eclipse起了推波助瀾的作用,提到插件式就會不由自主的想到
eclipse。其實插件式設(shè)計并不是什么新事物,早在幾十年前就有了。像X Server就是基于插件式設(shè)計的,除了核心功能外,它所有的擴展功能和設(shè)備驅(qū)動都是以插件方式加入進來的。
基于插件的設(shè)計好處很多:把擴展功能從框架中剝離出來,降低了框架的復(fù)雜度,讓框架更容易實現(xiàn)。擴展功能與框架以一種很松的方式耦合,兩者在保持接口不變的情況下,可以獨立變化和發(fā)布。公開插件接口,讓第三方有機會擴展應(yīng)用程序的功能,有財大家一起發(fā)。另外,還可以讓開源與閉源共存于一套軟件,你的插件是開源還是閉源,完全由你自己決定。
基于插件設(shè)計并不神秘,相反它比起一團泥的設(shè)計更簡單,更容易理解。各種基于插件設(shè)計的架構(gòu)都有自己的特色,但從總體架構(gòu)上看,其模型都大同小異。這里我們介紹一個簡單的模型,并給出幾個實例,希望對新手有所啟發(fā)。
1. 基本架構(gòu)
插件式設(shè)計的應(yīng)用程序,基本上可以用上圖來表示。當(dāng)然,此圖是一種較高層次的表示,實際的設(shè)計會更復(fù)雜一些。我們在這里為了闡述方便,不用故意搞得那么復(fù)雜。
應(yīng)用程序由應(yīng)用程序框架、插件接口、插件和公共函數(shù)庫四部分組成。
應(yīng)用程序框架負(fù)責(zé)應(yīng)用程序的整體運作,它清楚程序整個流程,但并不知道每個過程具體要做什么。它在適當(dāng)?shù)臅r候調(diào)用一些插件,來完成真正的功能。
插件接口是一個協(xié)議,可能用IDL描述,可能是頭文件,也可能一段文字說明。插件按照這個協(xié)議實現(xiàn)出來,就可以加入到應(yīng)用程序中來。當(dāng)然,對于復(fù)雜的系統(tǒng),插件接口可能有多個,各自具有獨立的功能。
插件是完成實際功能的實體,實現(xiàn)了要求的插件接口。盡管實現(xiàn)什么以及怎么實現(xiàn),完全是插件自己的自由。在實際情況來,一般還是有些限制,因為插件接口本身可能就是一個限制。如,實現(xiàn)編譯功能的插件,自然不能實現(xiàn)成一個聊天功能的插件。
公共函數(shù)庫是一組函數(shù)或者類,應(yīng)用程序框架和插件都可以調(diào)用。它通常是一個獨立的動態(tài)庫(DLL)。應(yīng)用程序框架本身是公用的,是代碼復(fù)用的一種方式。但并不是所有可復(fù)用代碼都可以放在框架中,特別是插件會用到的公共代碼,那會造成插件對框架的依賴。把這些公共代碼提取到一個獨立的庫中,是一種好的方法。
另外,值得補充說明一下的是插件接口。插件接口通常有兩種:
通用插件接口:這一類插件接口是通用的,你無法從接口函數(shù)看出這個插件的功能。它的接口函數(shù)通常有這些函數(shù):
init : 用于初始化插件,通常在插件被加載時調(diào)用。
deinit:用于反初始化插件,通常在插件被卸載時調(diào)用。
run:讓插件起動。
stop:讓插件停止。
至于插件要完成什么功能,要插到哪里,在init函數(shù)里決定,它調(diào)用公共函數(shù)庫里的函數(shù)把自己注冊到框架中某個位置。
專用插件接口:這一類插件接口是專用的,看到它的接口函數(shù)說明,你就可以大致了解它的功能了。
加入插件的方式通常采用配置信息來實現(xiàn),配置信息可以是注冊表,也可以配置文件。也可以動態(tài)注冊進來,或者把插件放到指定的位置。
下面我們來看幾個實例:
2. 桌面設(shè)計
最近一段時間完成了桌面模塊的設(shè)計和實現(xiàn)。按照以往的經(jīng)驗,桌面模塊通常是變化最多的一個模塊,SPEC總是在不斷的調(diào)整的效果,不同客戶要求實現(xiàn)具有個性化的桌面,直到產(chǎn)品快發(fā)布了,桌面的SPEC還在不停的修改。另外,在智能手機中,桌面占有特殊的地位,很多東西都可能往桌面里塞,桌面不但是各種功能的大雜燴,還是一些系統(tǒng)消息的中轉(zhuǎn)站。
這個任務(wù)比較棘手,所以在設(shè)計時就分外小心。首先想到的就是采用插件式設(shè)計,把外圍功能獨立出來,盡量簡化框架的實現(xiàn)。
插件:每一個最小功能單元都是一個插件,它可以是可見的,也可以是不可的,也可以是動態(tài)變化的。比如時間、電池電量、網(wǎng)絡(luò)連接、信號強弱、新事件(如SMS、MMS、EMAL、ALARM和未接電話等)、應(yīng)用程序快捷方式、左右操作按鈕和其它處理系統(tǒng)事件的功能單元。每個插件都用一個.desktop來描述,這是遵循freedesktop.org的標(biāo)準(zhǔn)的。
桌面框架包括:狀態(tài)欄、開始菜單、操作欄、桌面區(qū)、事件管理器和主題管理器。而狀態(tài)欄、開始菜單、操作欄、桌面區(qū)和事件管理器都是容器,容納各種插件。對于可見的插件,可以有自己的表現(xiàn)方式,也可以采用通用的表現(xiàn)方式。
公共函數(shù)庫:一些抽象的類、實現(xiàn)插件的輔助類以及其它一些可能被公用的類。
插件接口:對于不可見的插件要求實現(xiàn)事件處理功能,可見的插件還要求實現(xiàn)繪制功能。
3. 模擬器設(shè)計
一個同事負(fù)責(zé)設(shè)計另外一個平臺的PC模擬環(huán)境設(shè)計。在我的建議下,他對架構(gòu)作了調(diào)整。調(diào)整后的架構(gòu)非常簡單,也可以認(rèn)為是插件式的設(shè)計,它由下面幾部分組成:
應(yīng)用程序框架:負(fù)責(zé)模擬器基本功能,如模擬鍵盤和顯示設(shè)備、換膚功能等。
插件:就是被模擬的平臺,如microwindow及相應(yīng)的手機應(yīng)用程序。盡管運行時通常只有一個插件運行,這樣做仍然有意義,如果要換成minigui或者其它平臺時,模擬器不需要作任何修改。
公共函數(shù)庫:它由應(yīng)用程序框架初始化一些信息和回調(diào)函數(shù),然后供插件(即microwindow)調(diào)用,插件利用它來實現(xiàn)顯示和輸入等驅(qū)動程序。
插件接口:如起動和停止模擬平臺等。
4. GIMP
GIMP是一個功能強大的圖形圖像編輯器,典型的基于插件式的設(shè)計,在《unix編程藝術(shù)》中,作為插件式設(shè)計示例介紹過。
應(yīng)用程序框架:GUI
插件:完成圖像的各種轉(zhuǎn)換和處理功能,如模糊、去斑和色彩調(diào)整等。
公共函數(shù)庫:放在libgimp.so里。
插件接口:對GIMP感興趣的朋友,可以到官方網(wǎng)站上去閱讀更多的文檔。