Платформа разработки Eclipse

Источник: Открытые системы - osp.ru

Наталья Дубова

 

Сообщество Open Source ведет несколько ключевых проектов, среди которых, наряду с ОС Linux, — создание платформы разработки Eclipse. Вышедшая несколько лет назад из-под крыла корпорации IBM, сегодня эта открытая платформа интеграции инструментальных средств разработки приложений свободно распространяется в открытых кодах и развивается сообществом пользователей.

Не вдаваясь в обсуждение вопроса, что есть программирование — искусство или ремесло, признаем: в том и другом случае программисту не обойтись без инструментов создания программ. Вместе с эволюцией процесса программирования (от «колдовства» над машинными командами к использованию высокоуровневых языков) совершенствовались и возможности автоматизации нелегкого труда программистов. Первые среды разработки ограничивались последовательным запуском компиляторов, компоновщиков, загрузчиков и отладчиков с помощью интерфейса командной строки. В 80-е годы вместе с персональными компьютерами появился рынок программных продуктов нового класса — интегрированных сред разработки (integrated development environment, IDE) для алгоритмических (Паскаль и др.), а затем и объектно-ориентированных (Smalltalk, C++) языков программирования. Настоящего расцвета данная область достигла благодаря активной адаптации разработчиками языка Java; наиболее известные интегрированные среды для создания программ на этом языке — Borland JBuilder, Symantec Visual Cafe, Microsoft J++, IBM VisualAge и Oracle JDeveloper.

Основное назначение IDE — повысить продуктивность труда разработчика. Первые среды разработки, объединяющие функциональность редакторов текста программ, компиляторов и отладчиков, преимущественно освобождали потребителей от рутинных операций. Со временем набор функций IDE становился все богаче. В него вошли пошаговые компиляторы, браузеры для более логичного представления программ, средства автоматической генерации кода и визуальные редакторы для создания графических пользовательских интерфейсов. Следуя веяниям времени, среды разработки трансформировались из инструментов повышения производительности труда программиста в средства поддержки всех этапов коллективной работы над программным проектом. Последняя тенденция — превращение IDE в ALM (application lifecycle management), интегрированную систему управления жизненным циклом приложений — от определения требований и моделирования до управления конфигурациями и версиями программного обеспечения, развертывания и сопровождения готового решения.

Каждая новая ступень эволюции IDE усложняла среды разработки. Однако пользователи таких продуктов по-прежнему были вынуждены прибегать к помощи средств, не интегрированных в IDE, — хотя бы потому, что создание приложения не ограничивается написанием и отладкой программ на одном языке программирования. Необходимость использовать в прикладной системе, например, HTML-страницы, схемы реляционных баз данных или куски кода на других языках (наподобие Кобола или PL/1) заставляет разработчиков задействовать соответствующий инструментарий, изначально не включенный в IDE.

Вот почему многие поставщики коммерческих сред разработки стремятся сделать их максимально открытыми и обеспечивают специальные механизмы для интеграции внешнего инструментария. Но ни одна среда не в состоянии удовлетворить все возможные требования пользователя. Для этого она должна быть полностью нейтральной к языку программирования и поддерживать максимальный набор функций. Не является такой средой и Eclipse, но зато это база, платформа, с помощью которой можно строить многофункциональные и многоязыковые среды разработки.

Платформа

Как поясняют инициаторы проекта Eclipse [1], его идеей было создание «Apache для средств разработки» — открытой платформы, обеспечивающей максимум базовых возможностей для сред разработки и предоставляющей механизмы интеграции различных инструментов. Первая версия этой платформы была разработана корпорацией IBM и выпущена в открытых кодах в конце 2001 года. Вскоре начали появляться коммерческие реализации на основе Eclipse, пионером среди которых стала среда WebSphere Studio Application Developer 4.0. Сейчас вокруг Eclipse сложилась целая экосистема разработки с открытым кодом, которая объединяет поставщиков и пользователей инструментальных средств, исследовательские организации и отдельных разработчиков.

В официальных документах Eclipse Foundation (www.eclipse.org) Eclipse Platform определяется как независимая от поставщиков открытая платформа разработки, предоставляющая базовые (framework) и типовые (exemplary) возможности, а также расширяемые (extensible) инструментальные средства. Инструментарий в рамках Eclipse Platform является типовым в том смысле, что с его помощью проверяется применимость базовых возможностей платформы, иллюстрируются типовые ситуации их использования, поддерживаются разработка и сопровождение самой платформы Eclipse. Инструментарий является расширяемым, поскольку его функциональность доступна посредством документированных программных интерфейсов. Базовые принципы, которым руководствовались создатели Eclipse Platform и в соответствии с которыми она продолжает развиваться, таковы [2]:

• поддержка конструирования инструментов для разработки приложений;
• поддержка неограниченного числа поставщиков инструментальных средств, в том числе независимых разработчиков программного обеспечения;
• поддержка инструментов работы с произвольными типами контента, включая HTML, Java, C, JavaServer Pages, EJB, XML, GIF и др.;
• обеспечение «бесшовной» интеграции инструментов работы с различными типами контента разных производителей;
• поддержка сред разработки приложений с обычным и с графическим пользовательским интерфейсами;
• обеспечение возможности выполнять среду разработки на базе разных операционных систем (сегодня инструментарий на базе Eclipse реализован для Linux, HP-UX, IBM AIX, Sun Solaris, QNX, Mac OS X, Windows);
• учет в интересах развития платформы популярности языка Java при создании инструментария разработки.

Eclipse Platform представляет собой написанную на Java среду разработки самого общего назначения, архитектура которой обеспечивает для решения разных задач интеграцию различных инструментов и языков программирования. Механизмы подобной интеграции позволяют использовать Eclipse Platform для построения развитых сред разработки, освобождают от рутины написания базовых средств в пользу создания сложных, специализированных функций. Тем самым не только решается проблема поддержки многофункциональных и многоязыковых сред разработки, но и закладывается база для упрощения перехода от одного типа среды к другому в процессе их эволюции. Развиваемая сообществом разработчиков платформа Eclipse будет аккумулировать последние достижения, делая их доступными для разработчиков конкретных продуктов и устраняя необходимость в коренной переделке их систем.

Основой архитектуры Eclipse Platform является принцип использования подключаемых модулей (plug-in). Платформа реализует механизмы обнаружения, интеграции и выполнения таких модулей (см. рисунок). Разработчик, который хочет воспользоваться возможностями Eclipse Platform, пишет свой инструментарий на Java как отдельный подключаемый модуль. Этот модуль будет работать с файлами в рабочем пространстве, которое реализуется с помощью компонента workspace. А его пользовательский интерфейс базируется на средствах компонента workbench, задающего общую структуру интерфейса и возможности его расширения.

Как правило, с помощью одного подключаемого модуля реализуется простейшая функциональность IDE на базе Eclipse Platform, в то время как более сложные инструментальные средства компонуются из нескольких модулей. При этом почти вся встроенная функциональность Eclipse Platform также реализована с помощью таких модулей — за исключением небольшого ядра Platform Runtime. Для каждого подключаемого модуля есть свой манифестный файл (manifest), в котором описываются связи данного модуля с другими. При запуске среды разработки на базе Eclipse Platform компонент Platform Runtime определяет набор доступных подключаемых модулей, читает их манифестные файлы и строит реестр модулей. После запуска системы дополнительные модули уже не могут быть добавлены. В рамках проекта Eclipse реализована специальная среда для создания подключаемых модулей — Plug-In Development Environment (PDE).

С помощью специальных модулей реализованы компоненты рабочего пространства (workspace) и пользовательского интерфейса (workbench) платформы Eclipse. Рабочее пространство содержит файлы, которые создают пользователи инструментов, реализуемых подключаемыми модулями. Компонент workbench обеспечивает общую структуру и средства, позволяющие расширять возможности пользовательского интерфейса среды разработки на базе Eclipse Platform, включает в себя два компонента для реализации средств предоставления информации пользователю.

• Standard Widget Toolkit (SWT) — набор интерфейсных элементов и графическая библиотека, которые имеют механизмы интеграции с оконной системой конкретной операционной платформы, но реализуют API, независимые от ОС. Это позволяет по единым принципам строить пользовательские интерфейсы среды разработки, которые соответствуют привычной для потребителя оконной среде, но предназначены для максимально возможного спектра операционных систем;
• JFace — инструментарий для реализации ряда общих задач, связанных с программированием интерфейсов с использованием средств SWT.

На базе API, предоставляемых компонентами SWT и JFace, строится персонализированный пользовательский интерфейс, который определяет структуру взаимодействия потребителя с инструментарием разработки. Интерфейс Eclipse Platform организуется с помощью редакторов (editor), видов (view) и перспектив (perspective).

Назначение редакторов — открывать, редактировать и сохранять объекты рабочего пространства. Платформа имеет встроенный редактор для текстовых ресурсов, а другие возможности должны быть реализованы как подключаемые модули. Виды предоставляют информацию об объекте, с которым пользователь работает в данный момент. Наконец, механизм перспектив позволяет выбрать и организовать нужные редакторы и виды, которые будут выведены на экране.

Организация

Ведение проектов в открытых кодах дает целый ряд преимуществ. Так, одной из задач подобной платформы является предоставление разработчикам инструментария из общей базы, инвариантной для разных сред разработки. Зачем каждому производителю писать заново то, что можно написать один раз? Но чтобы строить на такой платформе свои разработки, производитель должен полностью доверять тому, кто ее создал. А это возможно лишь в том случае, если он сумеет опробовать все то, что в ней заложено, то есть получить платформу в открытых кодах.

Разработка продукта в соответствии с принципами Open Source повышает качество кода, поскольку его совместно «отшлифовывают» множество заинтересованных разработчиков. Проще и качественнее становится отладка — благодаря доступу к исходным текстам программы и опять же привлечению к работе распределенного коллектива. Совместный труд позволяет разделить риски создания сложных технологий. А коллективный орган развития платформы обеспечивает ее поддержку независимо от перипетий, которые могут произойти с поставщиками конкретных сред разработки. Наконец, использование платформы разработки в открытых кодах с гибким механизмом подключаемых модулей для реализации дополнительной функциональности открывает неограниченные возможности ее совершенствования.

Однако реализовать преимущества модели разработки с открытым кодом, просто выпустив «в свободное плавание» техническую платформу, не удастся. Нужна организация процесса. С выходом первой версии Eclipse в 2001 году эту заботу взял на себя консорциум, организованный IBM вместе с рядом ведущих игроков рынка, а в феврале 2004 года совет директоров Eclipse решил преобразовать Eclipse Foundation в неприбыльную независимую корпорацию.

Консорциум Eclipse Foundation, объединяющий более 60 компаний, координирует работы по совершенствованию платформы Eclipse и другие проекты с открытым кодом.

Проект Eclipse полностью открыт, участвовать в нем может любой заинтересованный разработчик, который не обязан быть сотрудником какой-либо компании. В принципе, каждый может не только интересоваться деталями разработки и вносить свой вклад в выявление ошибок, но и принимать участие в написании кода и общем проектировании очередной версии платформы. Однако Eclipse следует принципу приоритета профессионализма. Разработчик с подтвержденной профессиональной репутацией может рассчитывать на дополнительную ответственность и возможность активно реализовать свою квалификацию в проектах Eclipse. Часть разработчиков определяются как «ответственные» (committer), поскольку на них возлагается ответственность за исходные коды, и только они имеют право создавать новые версии в открытом репозитарии исходных текстов. Как правило, такие разработчики являются сотрудниками компаний, которые оплачивают их работу в рамках проектов Eclipse.

Процесс разработки — итеративный, направленный на максимальное привлечение членов сообщества Eclipse к работе над проектом. Выпуску очередного релиза предшествуют несколько этапов фиксированной продолжительности (порядка нескольких недель), каждый из которых представляет собой законченный цикл, включающий в себя планирование, разработку, тестирование и промежуточный выпуск версии. Завершение очередного цикла сопровождается открытой публикацией описания новых возможностей системы, что стимулирует членов сообщества к их обсуждению, использованию и выдаче рекомендаций по совершенствованию. В результате на следующих этапах разработки появляется возможность учесть реакцию сообщества на промежуточный релиз. Таков открытый процесс постоянного совершенствования платформы Eclipse и развития других инициатив на ее базе.

Задачей технологического проекта Eclipse является координация усилий разработчиков, исследователей, членов научных и образовательных организаций по определению перспектив Eclipse Platform и других разработок с открытым кодом. Среди наиболее заметных исследовательских подпроектов в рамках этого направления можно отметить разработку аспектно-ориентированного программного обеспечения (AspectJ и AJDT), создание ядра, альтернативного Eclipse Runtime (Equinox), создание платформы совместной разработки (Koi), управление конфигурациями программного обеспечения (Stellation), инструментарий для XML-схем (XML Schema Definition) и для разработки на базе моделей (Generative Model Transformer).

Сообщество

Использование всех материалов, полученных при реализации проектов Eclipse, регулируется лицензионными правилами Common Public License (CPL), которые одобрены организацией Open Source Initiative. В соответствии с CPL каждый может бесплатно применять и распространять Eclipse в коммерческих и некоммерческих целях. В свободном доступе на сайте eclipse.org имеются:

• текущие версии Eclipse Platform для непосредственного использования (в двоичной форме);
• репозитарий исходных кодов, в котором любой может просмотреть содержимое и историю ревизий любого исходного файла, а также получить скрипты для рекомпиляции и сборки платформы Eclipse из исходных кодов;
• открытые дискуссионные форумы для обсуждения Eclipse Platform;
• база данных ошибок для отслеживания дефектов и проблем текущих версий платформы. С помощью этой базы пользователи могут выявлять известные дефекты в своих разработках на базе Eclipse и обнародовать новые обнаруженные ими проблемы;
• планы разработки и контакты разработчиков, участвующих в проектах Eclipse.

Сегодня на eclipse.org в свободном доступе — более сотни подключаемых модулей в исходных кодах для платформы Eclipse. Открытые проекты Eclipse — это в совокупности более 2 млн. строк кода.

Ключевое значение для развития рынка программных средств разработки имеет участие в проекте Eclipse коммерческих компаний. В Eclipse Platform они получают готовые базовые сервисы среды разработки, нейтральные к языкам и операционным платформам, и могут сосредоточить усилия и инвестиции на развитии сложной функциональности, которая обеспечит конкурентоспособность их решений. Есть примеры реализации на базе Eclipse как полнофункциональных сред разработки, продвигающих самые передовые решения в этой области, так и специализированных средств, нацеленных на определенный круг задач.

Так, на платформе Eclipse работают все продукты семейства IBM Rational. Компания Borland намерена перевести на Eclipse все свои средства поддержки жизненного цикла приложений. Существует версия для Eclipse средств разработки встроенных приложений компании QNX; аналогичный проект реализует и Wind River. В свою очередь, Hewlett-Packard предлагает на базе Eclipse среду разработки компонентов для своей системы Internet Usage Manager, целевой аудиторией которой являются операторы связи. Nokia анонсировала поддержку Eclipse как платформы разработки мобильных приложений. IBM реализовала на базе Eclipse специальный инструментарий Autonomic Computing Toolkit, предназначенный для поддержки в разрабатываемых приложениях технологий автономных вычислений. Изо всех ведущих мировых производителей программного обеспечения с Eclipse Foundation не сотрудничают лишь Sun Microsystems и Microsoft.

Поставщики коммерческих сред на базе Eclipse дают возможность независимым компаниям-разработчикам продавать дополнительные модули для их IDE, и случается, что компания реализует один и тот же подключаемый модуль собственной разработки для разных сред на платформе Eclipse. Это не только метод освоения новых рынков, но и еще один способ повышения значимости проекта. Пользователи ценят свободу выбора: если они не удовлетворены существующей функциональностью среды на базе платформы с открытым кодом, они могут расширять ее с помощью самостоятельных разработок или приобретения коммерческих решений того же формата.

Перечисленные группы по-разному используют разработки Eclipse, но все они вносят свой вклад в их развитие. Тенденцией становится использование платформы Eclipse для построения приложений, отличных от IDE. Это возможно, поскольку в технологическом решении Eclipse Platform не так много специфичных для сред разработки элементов. В третьей версии Eclipse происходит эволюция от платформы для сред разработки к платформе реализации полнофункциональных клиентских рабочих мест (Rich Client Platform). Не случайно IBM реализует свою перспективную среду совместной работы Workplace именно на базе Eclipse.

Литература

1. Marc R. Erickson, Angus McIntyre. What is Eclipse and how do I use it? www.ibm.com/developerWorks/opensource, 2001, November.
2. J. dea Rivieres, J. Wiegand. Eclipse. A platform for integrating development tools. IBM Systems Journal, 2004, No. 2.

---

Структура организации Eclipse

Координацию развития Eclipse и участия в проектах с открытым кодом различных организаций и индивидуальных разработчиков осуществляет некоммерческий независимый консорциум Eclipse Foundation

Совет директоров Eclipse Foundation формируется из четырех основных категорий участников:

• стратегические разработчики (Strategic Developers) — компании Actuate, Borland, IBM, Computer Associates, Intel, QNX, Wind River, Sybase, Scapa Technologies, BEA Systems;
• стратегические потребители (Strategic Consumers) — HP, Montavista Software, SAP, Serena Software;
• включенные поставщики (Add-in Providers);
• руководители проектов с открытым кодом (Open Source project leads).

Все стратегические разработчики и стратегические потребители входят в совет директоров, а две другие группы делегируют в него своих представителей. Стратегические члены консорциума имеют и определенные права на участие в комитетах по управлению проектами и Советах, координирующих процессы разработки.

Консорциум ведет несколько базовых проектов в открытых кодах, которые включают в себя то или иное количество подпроектов. Управление базовым проектом осуществляет комитет Project Management Committee (PMC). Для управления разработкой в целом создаются три основных с овета — по определению требований (Requirements Council), по архитектуре (Architecture Council) и по планированию (Planning Council).

Совет по определению требований анализирует и структурирует требования к проекту. Они объединяют требования, нацеленные на достижение общих целей Eclipse Foundation и частных целей проекта, на решение задач ключевых членов консорциума и развитие экосистемы Eclipse. На основе анализа формулируется список тем и приоритетов, которые определят ход разработки. Совет по архитектуре отвечает за разработку архитектуры Eclipse Platform, ее четкое описание, доведение соответствующих сведений до команд разработчиков и их защиту от неумышленных искажений. Совет по планированию создает скоординированный план релизов платформы.

Проекты реализуются командами разработчиков, возглавляемыми руководителями проектов и включающими в себя разработчиков и ответственных разработчиков. Первые занимаются написанием кода, выявлением ошибок, тестированием и документированием программ, а также выполняют другие задачи в рамках проекта. Ответственные разработчики имею право пополнять репозитарий исходных кодов и должны влиять на ход разработки в рамках проекта. Компании, имеющие в Eclipse Foundation статус стратегических разработчиков, обязаны возглавлять по крайней мере один проект. Поощряется также их руководство комитетами.