如何构建基于微内核的插件系统（一）

最近，一直在看.NET版本的开源IDE——SharpDevelop，由几位国外高人编写，第一次接触这么复杂的插件系统，着实感觉无从下手，于是从网上收集了一些有关解读、分析源码的文章，可就是因为太少了，自己只能感悟一点。Eclipse是非常出色的一款Java的开源IDE环境，自然也少不了去了解一下，也大概了解了一下Eclipse的插件系统原理，设计上主要是采用了“微内核+插件”的开发模式。网上有解，关于微内核、巨内核的说法，当然各有优缺点了。SharpDevelop，初看了一下，给人的感觉应该是巨内核的那种，插件的组装全部由系统完成，而不是将任务分发到子插件上的。

为何要提出插件系统？首先，该系统主要是针对提高桌面应用程序的扩展性而提出的；而Web网站本身在设计上就是插件化的，通过用户请求页面，相应调用对应的处理类（就是Page类）进行处理。Web网站，通过增加页面和页面对应的处理类，来实现系统扩展。新添加的页面、对应处理类打包成动态库，这些也正是桌面应用程序所不具备的特点（必须改动原有的项目），这是不利于日后的修改、新增和移除功能的操作，且容易造成影响其他正常模块的正常运行。而插件系统，一旦新增的模块造成系统问题，可以通过移除新模块来快速解决这个问题。虽然Web网站本身是插件化的，但在实际项目开发中，往往有时候把新开发的模块放在已经发布的系统中，源码、页面，生成的动态库都放在一起。一旦新旧项目并行开发，由于各组开发人员的源码的不一致或发布时候的原因，导致已经上线的系统的其它模块出错，那后果不堪设想。所以规范Web开发也是一项重要内容，但这个不在本文讨论的范围内，以后会写一些。

说了一大堆废话，现在言归正传，我先谈谈我对插件系统的理解。打个比方，在菜市场上，菜场的管理人员把菜场大致分了个类，有肉类的、蛋类、蔬菜类、鱼类和水果类，这些就是插件系统中的几个扩展点（Extension）。卖家（插件）带了些蛋、蔬菜，去这个菜场来卖。TA把鸭蛋放在了蛋类的摊位上，把菠菜、青菜放在了蔬菜的摊位上，这样，买家（插件系统内部的调用者）就可以根据分类来找到所需要的了。按实际实现的UI界面元素，来设计主要的几个扩展点，大家都知道，系统与用户进行交互，是通过鼠标点击或键盘的敲击来完成的，也可以说是GUI元素上的事件来驱动的，譬如，菜单上的点击、鼠标右键、按钮的点击等来驱动。我们可以把整个桌面应用程序的GUI界面称之为“工作台（Workbench）”，所有的GUI元素都是在这个上面，大致可分为以下几类：主菜单（MainMenu）、工具栏（Toolbar）、文档选项卡（DocumentTab）、可停靠选项卡（DockingTab）、文件选项卡（OpenFileTab）和状态栏（Statusbar）。还是回到之前菜市场的那个比方中，菜市场管理人员可以提供电子称给需要称的卖家（这种行为就是一种服务形式），并要求卖家签订借用条款（调用服务的接口）。这样，买家买东西时，就可以根据称重和单价来付钱了。有特殊需要就要提供特别的方法，有个卖家，TA发现在这个摊位上特别好卖，所以TA就天天第一个来到菜市场来占用这个摊位了。所以，扩展点除了“工作台（Workbench）”，还需要“服务（Services）”和“自动运行（Autorun）”。插件系统启动时，先初始化“服务（Services）”，然后执行“自动运行（Autorun）”，再将“工作台（Workbench）”下的GUI元素创建出来。通过对GUI元素上的点击事件，相应的执行GUI元素对应的“命令（Command）”对象的“运行（Run）”方法，从而响应鼠标、键盘事件。

插件系统的扩展点可以以路径形式挂载到插件树中，根路径为“/”，像之前提到的扩展点，可以记作“/SharpDevelop/Workbench/MainMenu”、“/SharpDevelop/Services”。如果需要添加一级菜单，譬如是“工具（Tool）”，那么在插件配置中可以这么设置。

<Plugin>
    <Manifest>
        <Identity name="ICSharp.SharpDevelop.OptionDialog" />
    </Manifest>
    <Runtime>
        <Import assembly=":ICSharp.SharpDevelop" />
    </Runtime>
    <Extension path="/SharpDevelop/Workbench/MainMenu/">
        <MenuItem id="Tool" label="工具">
            <MenuItem id="Options" label="选项" class="ICSharp.SharpDevelop.MainMenu.Tool.OptionsCommand" />
        </MenuItem>
    </Extension>
</Plugin>

在Extension下的节点，称之为“代码子（Codon）”，大家都这么翻译，我也不理解为什么这么起名，总之，挂载到扩展点下的就是Codon。一个Codon可以对应一个或零个Command。“MenuItem”就是类型为“MenuItem”的“Codon”。如上边那个插件配置，那个“选项”菜单的Codon，通过用户点击触发事件，从而执行“ICSharp.SharpDevelop.MainMenu.Tool.OptionsCommand”类实例的“Run”方法。Codon的类型有“MenuItem”、“Class”等等，可以根据不同类型的Codon，来编写特殊的抽象类，来提供特殊的功能，如“MenuItem”，可以写一个对应的Command抽象类“AbstractMenuCommand”。

上边简单描述了插件是如何实现扩展功能的，后边我会继续分析插件系统，有关如何加载以及延迟加载的概念。