CTK完整教程(OSGI for C++ 实现 C++ Qt 模块化)-C/C++

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CTK完整教程(OSGI for C++ 实现 C++ Qt 模块化)

作者昵称：一去丶二三里

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2021-4-8

编辑推荐:

本文主要介绍了CTK是什么？CTK编译，使用 CTKWidgets、使用 CTK Plugin Framework初级、中级、高级。
文章来自于ljjyy.com，由火龙果Anna编辑推荐。

CTK框架实际应用比较可靠，但网上资料很少。本教程围绕 CTK Plugin Framework，探索 C++ 中的模块化技术，并能够基于 CTK 快速搭建 C++ 组件化框架，避免后来的人走弯路。本教程的源码下载地址：项目源代码。

CTK介绍

CTK 为支持生物医学图像计算的公共开发包，其全称为 Common Toolkit。CTK插件框架的设计有很大的灵感来自OSGi并且使得应用程序由许多不同的组件组合成一个可扩展模型。这个模型允许通过那些组件间共享对象的服务通信。

当前，CTK 工作的主要范围包括：

DICOM：提供了从 PACS 和本地数据库中查询和检索的高级类。包含 Qt 部件，可以轻松地设置服务器连接，并发送查询和查看结果。

DICOM Application Hosting：目标是创建 DICOM Part 19 Application Hosting specifications 的 C++ 参考实现。它提供了用于创建主机和托管应用程序的基础设。

Widgets：用于生物医学成像应用的 Qt Widgets 集合。

Plugin Framework：用于 C++ 的动态组件系统，以 OSGi 规范为模型。它支持一个开发模型，在这个模型中，应用程序（动态地）由许多不同（可重用的）组件组成，遵循面向服务的方法。

Command Line Interfaces：一种允许将算法编写为自包含可执行程序的技术，可以在多个终端用户应用程序环境中使用，而无需修改。

CTK Plugin Framework

CTK Plugin Framework 架构策略

Qt Creator 的可扩展性。

Qt Creator 通过一种简单、优雅的方式来实现可扩展性，它使用一个通用的 QObject 池来实现某些可用的接口。同时，通过使用嵌入式文本文件（.pluginspec 文件）来向插件添加元数据（例如：Name、Version 等）。

其实严格来说，CTK Plugin Framework 同时借鉴了 OSGi 和 Qt Creator 的思想。

Qt 提供了 Qt Plugin System 和 Qt Service Framework。

Qt Plugin System 提供了两套用于创建插件的 API，高级 API 用于扩展 Qt 本身（例如：自定义数据库驱动、图像格式、文本编解码、自定义样式等），低级 API 用于扩展 Qt 应用程序。

对于 Qt Service Framework 来说，它能使服务的开发和访问方式变得更加容易。Qt 服务提供者可以与特定于平台的服务进行交互，而无需向客户端公开平台的细节。每个服务都通过 QObject 指针公开，这意味着客户端可以通过 Qt MetaObject 系统与服务对象进行交互。

CTK Plugin Framework 的架构策略是什么？

CTK Plugin Framework 是基于 Qt Plugin System 和 Qt Service Framework 实现的，并且它还添加了以下特性来增强这两个系统：

插件元数据（由 MANIFEST.MF 文件提供）；

一个定义良好的插件生命周期和上下文；

综合服务发现和注册；

……

注意：在 Qt Plugin System 中，插件的元数据由 JSON 文件提供。

CTK Plugin Framework 的核心架构主要包含两个组件：Plugin System 本身和 Service Registry。然而，这两个组件是相互关联的，它们在 API 级别上的组合使得系统更加全面、灵活。

Plugin System

CTK Core 依赖于 QtCore 模块，因此 CTK Plugin Framework 基于 Qt Plugin System。Qt API 允许在运行时加载和卸载插件，这个功能在 CTK Plugin Framework 中得到了加强，以支持透明化延迟加载和解决依赖关系。

插件的元数据被编译进插件内部，可以通过 API 进行提取。此外，插件系统还使用 SQLite 缓存了元数据，以避免应用程序加载时间问题。另外，Plugin System 支持通过中央注册中心使用服务。

Service Registry

Qt Service Framework 是 Qt Mobility 项目发布的一个 Qt 解决方案，这种服务框架允许“声明式服务”（Getting Started with OSGi: Introducing Declarative Services ）和按需加载服务实现。为了启用动态（非持久性）服务，Qt Mobility 服务框架可以与 Service Registry 一起使用，类似于 OSGi Core Specifications 中描述的一样。

CTK Plugin Framework 优点

由于 CTK Plugin Framework 基于 OSGi，因此它继承了一种非常成熟且完全设计的组件系统，这在 Java 中用于构建高度复杂的应用程序，它将这些好处带给了本地（基于 Qt 的）C++ 应用程序。以下内容摘自 Benefits of Using OSGi，并适应于 CTK Plugin Framework：

降低复杂性

使用 CTK Plugin Framework 开发意味着开发插件，它们隐藏了内部实现，并通过定义良好的服务来和其它插件通信。隐藏内部机制意味着以后可以自由地更改实现，这不仅有助于 Bug 数量的减少，还使得插件的开发变得更加简单，因为只需要实现已经定义好的一定数量的功能接口即可。

复用

标准化的组件模型，使得在应用程序中使用第三方组件变得非常容易。

现实情况

CTK Plugin Framework 是一个动态框架，它可以动态地更新插件和服务。在现实世界中，有很多场景都和动态服务模型相匹配。因此，应用程序可以在其所属的领域中重用 Service Registry 的强大基元（注册、获取、用富有表现力的过滤语言列表、等待服务的出现和消失）。这不仅节省了编写代码，还提供了全局可见性、调试工具以及比为专用解决方案实现的更多的功能。在这样的动态环境下编写代码听起来似乎是个噩梦，但幸运的是，有支持类和框架可以消除大部分（如果不是全部的话）痛苦。

开发简单

CTK Plugin Framework 不仅仅是组件的标准，它还指定了如何安装和管理组件。这个 API 可以被插件用来提供一个管理代理，这个管理代理可以非常简单，如命令 shell、图形桌面应用程序、Amazon EC2 的云计算接口、或 IBM Tivoli 管理系统。标准化的管理 API 使得在现有和未来的系统中集成 CTK Plugin Framework 变得非常容易。

动态更新

OSGi 组件模型是一个动态模型，插件可以在不关闭整个系统的情况下被安装、启动、停止、更新和卸载。

自适应

OSGi 组件模型是从头设计的，以允许组件的混合和匹配。这就要求必须指定组件的依赖关系，并且需要组件在其可选依赖性并不总是可用的环境中生存。Service Registry 是一个动态注册表，其中插件可以注册、获取和监听服务。这种动态服务模型允许插件找出系统中可用的功能，并调整它们所能提供的功能。这使得代码更加灵活，并且能够更好地适应变化。

透明性

插件和服务是 CTK 插件环境中的一等公民。管理 API 提供了对插件的内部状态的访问，以及插件之间的连接方式。可以停止部分应用程序来调试某个问题，或者可以引入诊断插件。

版本控制

在 CTK Plugin Framework 中，所有的插件都经过严格的版本控制，只有能够协作的插件才会被连接在一起。

简单

CTK 插件相关的 API 非常简单，核心 API 不到 25 个类。这个核心 API 足以编写插件、安装、启动、停止、更新和卸载它们，并且还包含了所有的监听类。

懒加载

懒加载是软件中一个很好的点，OSGi 技术有很多的机制来保证只有当类真正需要的时候才开始加载它们。例如，插件可以用饿汉式启动，但是也可以被配置为仅当其它插件使用它们时才启动。服务可以被注册，但只有在使用时才创建。这些懒加载场景，可以节省大量的运行时成本。

非独占性

CTK Plugin Framework 不会接管整个应用程序，你可以选择性地将所提供的功能暴露给应用程序的某些部分，或者甚至可以在同一个进程中运行该框架的多个实例。

非侵入

在一个 CTK 插件环境中，不同插件均有自己的环境。它们可以使用任何设施，框架对此并无限制。CTK 服务没有特殊的接口需求，每个 QObject 都可以作为一个服务，每个类（也包括非 QObject）都可以作为一个接口。

CTK编译

使用cmake编译出与系统版本相应的动态库。参见CTK编译教程(64位环境 Windows + Qt + MinGW或MSVC + CMake)。

使用 CTKWidgets

新项目-Application(Qt)-Qt Console Application，项目名称为UseCTKWidgets，pro文件的代码：

QT += core gui widgets

TARGET = UseCTKWidgets
TEMPLATE = app
# CTK 安装路径
CTK_INSTALL_PATH = $$PWD/../../CTKInstall
# CTK 相关库所在路径（例如：CTKCore.lib、CTKWidgets.lib）
CTK_LIB_PATH = $$CTK_INSTALL_PATH/lib/ctk-0.1
# CTK 相关头文件所在路径（例如：ctkPluginFramework.h）
CTK_INCLUDE_PATH = $$CTK_INSTALL_PATH/include/ctk-0.1
# 相关库文件（CTKCore.lib、CTKWidgets.lib）
LIBS += -L$$CTK_LIB_PATH -lCTKCore -lCTKWidgets
INCLUDEPATH += $$CTK_INCLUDE_PATH

主函数main加载部件，代码如下：main.cpp

#include <QApplication>
#include <QFormLayout>
#include <QVBoxLayout>
#include <ctkCheckablePushButton.h>
#include <ctkCollapsibleButton.h>
#include <ctkColorPickerButton.h>
#include <ctkRangeWidget.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
QApplication app(argc, argv);
// 可折叠按钮
ctkCollapsibleButton* buttons = new ctkCollapsibleButton ("Buttons");
// 可勾选按钮
ctkCheckablePushButton* checkablePushButton = new ctkCheckablePushButton();
checkablePushButton-> setText("Checkable");
// 颜色拾取器
ctkColorPickerButton* colorPickerButton = new ctkColorPickerButton();
colorPickerButton-> setColor(QColor ("#9e1414"));
ctkCollapsibleButton* sliders = new ctkCollapsibleButton ("Sliders");
QFormLayout* buttonsLayout = new QFormLayout;
buttonsLayout->s etFieldGrowthPolicy (QFormLayout::AllNonFixedFieldsGrow);
buttonsLayout-> addRow ("ctkCheckablePushButton", checkablePushButton);
buttonsLayout->addRow ("ctkColorPickerButton", colorPickerButton);
buttons->setLayout (buttonsLayout);
QVBoxLayout* topLevelLayout = new QVBoxLayout();
topLevelLayout->addWidget (buttons);
topLevelLayout->addWidget (sliders);
QFormLayout* slidersLayout = new QFormLayout;
ctkRangeWidget* rangeWidget = new ctkRangeWidget();
slidersLayout->addRow ("ctkRangeWidget", rangeWidget);
sliders->setLayout (slidersLayout);
QWidget topLevel;
topLevel.setLayout (topLevelLayout);
topLevel.show();
return app.exec();
}

项目代码：UseCTKWidgets

初步使用 CTK Plugin Framework

项目结构

由于每一个插件都要建一个子项目，本项目刚开始创建时在QtCreator中选择新建-其他项目-子目录项目，新建项目名称为SampleCTK，然后建立主程序入口项目，这里建立一个控制台项目，取名叫App。

更改项目输出路径：app.pro

DESTDIR = $$OUT_PWD/../bin

主函数中加载插件，启动框架：main.cpp

#include <QCoreApplication>
#include "ctkPluginFrameworkFactory.h"
#include "ctkPluginFramework.h"
#include "ctkPluginException.h"
#include <QDebug>
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication app(argc, argv);
app.setApplicationName("SampleCTK");//给框架创建名称，Linux下没有会报错
ctkPluginFrameworkFactory frameWorkFactory;
QSharedPointer < ctkPluginFramework> framework = frameWorkFactory.getFramework();
try {
// 初始化并启动插件框架
framework->init();
framework->start();
qDebug() << "CTK Plugin Framework start ...";
} catch (const ctkPluginException &e) {
qDebug() << "Failed to initialize the plugin framework: " << e.what();
qDebug() << e.message() << e.getType();
}
return app.exec();
}

如果想把CTK初始化、插件安装启动、获取等操作封装成一个类，那么要注意：需要把CTK相关的变量定义成类属性，不能是局部变量，否则会出现各种问题如获取不了服务、服务引用为空等。

没有报错的话及表示插件加载成功！

其中QSharedPointer framework这个对象比较有意思，既可以作为对象也可以作为对象指针，但要作为插件框架使用必须要用指针方法调用，所以代码里使用“->”。

项目加载CTK框架插件

项目SampleCTK新建文本文件CTK，然后更改扩展名为pri。文件加载CTK安装目录及源代码目录，编译出的动态库就可以当普通动态库使用加载了，CTK.pri里面加载代码为：

# CTK 安装路径
CTK_INSTALL_PATH = $$PWD/../../CTKInstall
# CTK 插件相关库所在路径（例如：CTKCore.lib、CTKPluginFramework.lib）
CTK_LIB_PATH = $$CTK_INSTALL_PATH/lib/ctk-0.1
# CTK 插件相关头文件所在路径（例如：ctkPluginFramework.h）
CTK_INCLUDE_PATH = $$CTK_INSTALL_PATH/include/ctk-0.1
# CTK 插件相关头文件所在路径（主要因为用到了 service 相关东西）
CTK_INCLUDE_FRAMEWORK_PATH = $$PWD/../../CTK-master/Libs/PluginFramework
LIBS += -L$$CTK_LIB_PATH -lCTKCore -lCTKPluginFramework
INCLUDEPATH += $$CTK_INCLUDE_PATH \
$$CTK_INCLUDE_FRAMEWORK_PATH

将CTK.pri文件的内容引入 pro 文件：app.pro

include($$PWD/../CTK.pri)

CTK插件的接口处理

CTK框架由一个一个可分离的插件组成，框架对插件识别有一定要求，目前网上很多一整块扔出来对新人不太友好，博主这里讲解是尽量拆。单个插件最基本的格式要求分成Activator，qrc文件，以及MANIFEST.MF，以say Hello模块HelloCTK为例。

Activator注册器

每个插件都有自己的注册器Activator。

右键项目选择新建子项目-其他项目-Empty qmake Project，项目名称为HelloCTK，pro文件中添加代码：

QT += core
QT -= gui
TEMPLATE = lib
CONFIG += plugin
TARGET = HelloCTK
DESTDIR = $$OUT_PWD/../bin/plugins
include($$PWD/../CTK.pri)

生成的插件名(TARGET)不要有下划线，因为CTK会默认将插件名中的下划线替换成点号，最后后就导致找不到插件。

项目中添加C++类HelloActivator，代码如下：

hello_activator.h

#ifndef HELLO_ACTIVATOR_H
#define HELLO_ACTIVATOR_H
#include <QObject>
#include "ctkPluginActivator.h"
class HelloActivator : public QObject, public ctkPluginActivator
{
Q_OBJECT
Q_INTERFACES(ctkPluginActivator)
Q_PLUGIN_METADATA(IID "HELLO_CTK")
//向Qt的插件框架声明，希望将xxx插件放入到框架中。
public:
void start(ctkPluginContext* context);
void stop(ctkPluginContext* context);
};
#endif // HELLO_ACTIVATOR_H

hello_activator.cpp

#include "hello_activator.h"
#include <QDebug>
void HelloActivator::start (ctkPluginContext* context)
{
qDebug() << "HelloCTK start";
}
void HelloActivator::stop (ctkPluginContext* context)
{
qDebug() << "HelloCTK stop";
Q_UNUSED(context)
//Q_UNUSED,如果一个函数的有些参数没有用到、某些变量只声明不使用，但是又不想编译器、编辑器报警报，其他没有什么实际性作用
}

activator是标准的Qt插件类，它实现ctkPluginActivator的start、stop函数并对外提供接口。我这里是Qt5的版本，所以使用Q_PLUGIN_METADATA申明插件，Qt4需要用自己的方法实现插件。

qrc文件

创建插件的资源文件，格式如下：

<RCC>
<qresource prefix="/HelloCTK/META-INF">
<file>MANIFEST.MF</file>
</qresource>
</RCC>

插件加载后会寻找同名前缀/META-INF，所以前缀格式固定，将MANIFEST.MF文件添加进来

MENIFEST.MF文件内容如下：

可直接在MF文件里添加自己特有的元数据

Plugin-SymbolicName:HelloCTK
Plugin-Version:1.0.0
Plugin-Number:100 #元数据

注意：Plugin-SymbolicName要满足这里的前缀是：TARGET/META-INF格式。TARGET的名字最好和工程名一致，不然可能出现device not open错误。

文件包含ctk插件的基本信息，只要ctk框架正常识别到文件中Plugin-SymbolicName等信息，则判定它是一个ctk插件，能够正常调用activator中的start、stop函数。这个文件需要拷到插件生成路径下，pro文件中添加代码：

file.path = $$DESTDIR
file.files = MANIFEST.MF
INSTALLS += file

CTK插件启用

根据以上步骤，一个CTK插件接口定义基本完成，我们在App项目下调用观察插件是否能够正常加载。main函数中框架启动成功后添加以下代码：

QString dir = QCoreApplication:: applicationDirPath();
dir += "/plugins/HelloCTK.dll";
qDebug() << dir;
QUrl url = QUrl::fromLocalFile(dir);
QSharedPointer<ctkPlugin> plugin;
try
{
plugin = framework-> getPluginContext() ->installPlugin(url);
}catch(ctkPluginException e){
qDebug() << e.message() << e.getType();
}
try{
plugin->start(ctkPlugin::START_TRANSIENT);
}catch(ctkPluginException e){
qDebug() << e.message() << e.getType();
}

控制台打印输出：

"C:/d/mmm/qt/ctk/CTK-examples/build-SampleCTK-Desktop_Qt_5_15_1_MSVC2019_64bit-Release/bin/plugins"
HelloCTK start

成功调用HelloCTK中start内打印输出，则表明ctk插件接口正常定义并能成功加载。其中start(ctkPlugin::START_TRANSIENT)表示立即启用插件，不设置参数的话加载后也不会立即打印输出。

基本使用 CTK Plugin Framework

CTK插件间通信

CTK框架插件化开发实现功能的隔离，插件通信需要参照固定标准，这里介绍两种插件间通信的方法。

通信方法一. 注册接口调用

注册接口调用

函数接口

接口就是纯虚函数类，也就是最终的服务的前身。

上面我们已经编译出需要的动态库，首先确定我们需要插件向外部暴露的功能有什么，比如这里我们需要说”Hello,CTK!”的操作，定义头文件如下：hello_service.h

#ifndef HELLO_SERVICE_H
#define HELLO_SERVICE_H
#include <QtPlugin>
class HelloService
{
public:
virtual ~HelloService() {}
virtual void sayHello() = 0;
};
#define HelloService_iid " org.commontk.service.demos.HelloService"
Q_DECLARE_INTERFACE(HelloService, HelloService_iid)
//此宏将当前这个接口类声明为接口，后面的一长串就是这个接口的唯一标识。
#endif // HELLO_SERVICE_H

Q_DECLARE_INTERFACE (HelloService, HelloService_iid)

//此宏将当前这个接口类声明为接口，后面的一长串就是这个接口的唯一标识。

#endif // HELLO_SERVICE_H

Q_DECLARE_INTERFACE将接口类向Qt系统申明，然后添加它的实现对象：

接口的实现

插件就是实现这个接口类的实现类，所以理论上有多少个实现类就有多少个插件。

hello_impl.h

#ifndef HELLO_IMPL_H
#define HELLO_IMPL_H
#include "hello_service.h"
#include <QObject>
class ctkPluginContext;
class HelloImpl : public QObject, public HelloService
{
Q_OBJECT
Q_INTERFACES(HelloService)
/*
此宏与Q_DECLARE_INTERFACE宏配合使用。
Q_DECLARE_INTERFACE：声明一个接口类
Q_INTERFACES：当一个类继承这个接口类，表明需要实现这个接口类
*/
public:
HelloImpl(ctkPluginContext* context);
void sayHello() Q_DECL_OVERRIDE;
};
#endif // HELLO_IMPL_H

hello_impl.cpp

#include "hello_impl.h"
#include <ctkPluginContext.h>
#include <QtDebug>
HelloImpl::HelloImpl(ctkPluginContext* context)
{
context->registerService<HelloService>(this);
}
void HelloImpl::sayHello()
{
qDebug() << "Hello,CTK!";
}

这仍是Qt的插件定义格式，但是不会作为插件导出，外部功能接口可以自定义。

服务注册(Activator注册服务)

激活类里有一个独占智能指针，指向接口类【使用多态，指针都指向父类】，然后在start里new一个实现类，注册这个实现类为服务，功能是实现接口类的接口，然后将智能指针指向这个实现类。可以理解为以后向框架索取这个服务的时候，实际获取的就是这个new出来的实现类。如果不用智能指针，就需要在stop里手动delete这个实现类。

每个插件都有自己的注册器Activator，功能节接口完成后，在插件启动时注册到ctk框架的服务中，代码如下：hello_activator.cpp

#include "hello_activator.h"
#include "hello_impl.h"
void HelloActivator::start (ctkPluginContext* context)
{
s.reset(new HelloImpl(context));
//调用注册服务context->registerService <HelloService>(this);
}

接口调用

CTK插件启用后，就可以调用接口。

主函数框架及插件加载完成后，即可调用插件接口，代码如下：main.cpp

#include "../HelloCTK/hello_service.h"

// 获取服务引用
ctkServiceReference reference = context->getServiceReference<HelloService>();
if (reference) {
// 获取指定 ctkServiceReference 引用的服务对象
HelloService* service = qobject_cast<HelloService *>(context->getService(reference));
if (service != Q_NULLPTR) {
// 调用服务
service->sayHello();
}
}

在获取服务的时候，有两个重载方式【可直接使用的】

1、HelloService* service = context->getService <HelloService> (reference);
2、HelloService* service = qobject_cast<HelloService*> (context-> getService (reference));

服务就是根据接口的实例，每生成一个服务就会调用一次注册器的start。把接口当做类，服务是根据类new出的对象，插件就是动态库dll。

项目代码：SampleCTK

优化解耦(实现类和激活类分离)

编写插件主要有3个步骤：接口类、实现类、激活类。不在实现类的构造函数里注册服务，降低耦合性，接口类就只做接口声明，实现类就只实现接口，激活类就负责将服务整合到ctk框架中。

接口类没有什么变化，实现类少了注册的代码，构造函数也无参数，注册的过程放在了激活类里。

1. 实现类

HelloImpl( );

.cpp

HelloImpl::HelloImpl( )
{
qDebug()<<"this is imp";
}

2. 激活类

.cpp

void HelloActivator::start (ctkPluginContext* context)
{
HelloImpl* helloImpl = new HelloImpl(context);
context-> registerService <HelloService>(helloImpl);
s.reset(helloImpl);
}

接口、插件、服务的关系

1、1对1

1个接口类由1个类实现，输出1个服务和1个插件。

上面项目为典型1对1关系。

2、多对1

1个类实现了多个接口类，输出多个服务和1个插件，无论想使用哪个服务最终都通过这同一个插件来实现。

实现类，实现多个接口。

#include "greet_impl.h"
#include <QtDebug>
GreetImpl::GreetImpl()
{
}
void GreetImpl::sayHello()
{
qDebug() << "Hello,CTK!";
}
void GreetImpl::sayBye()
{
qDebug() << "Bye,CTK!";
}

获取不同服务

// 获取服务引用
ctkServiceReference ref = context->getServiceReference< HelloService>();
if (ref) {
HelloService* service = qobject_cast<HelloService *>(context->getService(ref));
if (service != Q_NULLPTR)
service->sayHello();
}
ref = context->getServiceReference<ByeService>();
if (ref) {
ByeService* service = qobject_cast<ByeService *>(context->getService(ref));
if (service != Q_NULLPTR)
service->sayBye();
}

具体实现参见项目：PluginAndService/ MultipleInterfaces

3、1对多

1接口由多个个类实现，也就是某一个问题提供了多种解决思路，输出1个服务和多个插件，通过ctkPluginConstants::SERVICE_RANKING和ctkPluginConstants::SERVICE_ID来调用不同的插件。这里虽然有两个插件，但都是被编译到同一个dll中的。服务的获取策略如下：容器会返回排行最低的服务，返回注册时SERVICE_RANKING属性值最小的服务。如果有多个服务的排行值相等，那么容器将返回PID值最小的那个服务。

某插件每次调用另一个插件的时候，只会生成一个实例，然后把实例存到内存当中，不会因为多次调用而生成多个服务实例。

在使用1接口2插件的时候，虽然是两个插件，也会有两个激活类【从原理上来讲1个激活类就行了，但是在start里注册两次】，其中的IID只能有一个。从Qt插件基础上来说，一个dll只能有一个IID。

多个实现类，实现1个接口。

welcome_ctk_impl.cpp

#include "welcome_ctk_impl.h"
#include <QtDebug>
WelcomeCTKImpl::WelcomeCTKImpl()
{
}
void WelcomeCTKImpl::welcome()
{
qDebug() << "Welcome CTK!";
}

welcome_qt_impl.cpp

#include "welcome_qt_impl.h"
#include <QtDebug>
WelcomeQtImpl::WelcomeQtImpl()
{
}
void WelcomeQtImpl::welcome()
{
qDebug() << "Welcome Qt!";
}

对应的多个激活类

welcome_ctk_activator.cpp

#include "welcome_ctk_impl.h"
#include "welcome_ctk_activator.h"
#include <QtDebug>
void WelcomeCTKActivator::start(ctkPluginContext* context)
{
ctkDictionary properties;
properties.insert(ctkPluginConstants::SERVICE_RANKING, 2);
properties.insert("name", "CTK");
m_pImpl = new WelcomeCTKImpl();
context->registerService<WelcomeService>(m_pImpl, properties);
}
void WelcomeCTKActivator::stop(ctkPluginContext* context)
{
Q_UNUSED(context)
delete m_pImpl;
}

welcome_qt_activator.cpp

#include "welcome_qt_impl.h"
#include "welcome_qt_activator.h"
#include <QtDebug>
void WelcomeQtActivator:: start(ctkPluginContext* context)
{
ctkDictionary properties;
properties.insert (ctkPluginConstants::SERVICE_RANKING, 1);
properties.insert("name", "Qt");
m_pImpl = new WelcomeQtImpl();
context->registerService <WelcomeService> (m_pImpl, properties);
}
void WelcomeQtActivator:: stop(ctkPluginContext* context)
{
Q_UNUSED(context)
delete m_pImpl;
}

获取服务

// 1. 获取所有服务
QList<ctkServiceReference> refs = context->getServiceReferences<WelcomeService>();
foreach (ctkServiceReference ref, refs) {
if (ref) {
qDebug() << "Name:" << ref.getProperty("name").toString()
<< "Service ranking:" << ref.getProperty(ctkPluginConstants::SERVICE_RANKING).toLongLong()
<< "Service id:" << ref.getProperty(ctkPluginConstants::SERVICE_ID).toLongLong();
WelcomeService* service = qobject_cast<WelcomeService *>(context->getService(ref));
if (service != Q_NULLPTR)
service->welcome();
}
}
// 2. 使用过滤表达式，获取感兴趣的服务
refs = context-> getServiceReferences <WelcomeService> ("(&(name=CTK))");
foreach (ctkServiceReference ref, refs) {
if (ref) {
WelcomeService* service = qobject_cast<WelcomeService *> (context->getService(ref));
if (service != Q_NULLPTR)
service->welcome();
}
}
// 3. 获取某一个服务（由 Service Ranking 和 Service ID 决定）
ctkServiceReference ref = context->getServiceReference<WelcomeService>();
if (ref) {
WelcomeService* service = qobject_cast<WelcomeService *> (context->getService(ref));
if (service != Q_NULLPTR)
service->welcome();
}

具体实现参见项目：PluginAndService/ OneInterface

通信方法二. 事件监听

CTK框架中的事件监听，即观察者模式流程上是这样：接收者注册监听事件->发送者发送事件->接收者接收到事件并响应；相比调用插件接口，监听事件插件间依赖关系更弱，不用指定事件的接收方和发送方是谁。

要使用CTK框架的事件服务，准备工作应该从cmake开始，编译出支持事件监听的动态库，名称为liborg_commontk_eventadmin.dll。现在要完成的内容是，从上面生成的主窗体中，以事件监听的方式调用一个子窗体。

1、通信主要用到了ctkEventAdmin结构体，主要定义了如下接口：

postEvent：类通信形式异步发送事件

sendEvent：类通信形式同步发送事件

publishSignal：信号与槽通信形式发送事件

unpublishSignal：取消发送事件

subscribeSlot：信号与槽通信形式订阅时间，返回订阅的ID

unsubscribeSlot：取消订阅事件

updateProperties：更新某个订阅ID的主题

2、通信的数据是：ctkDictionary

其实就是个hash表：typedef QHash<QString,QVariant> ctkDictionary

事件监听

具体项目：EventAdmin/SendEvent

加载EventAdmin动态库

添加动态库可以使用ctkPluginFrameworkLauncher，代码如下：main.cpp

// 获取插件所在位置
// 在插件的搜索路径列表中添加一条路径
ctkPluginFrameworkLauncher:: addSearchPath ("../../../../CTKInstall/lib/ ctk-0.1/plugins");
// 设置并启动 CTK 插件框架
ctkPluginFrameworkLauncher:: start ("org.commontk.eventadmin");
……
// 停止插件
ctkPluginFrameworkLauncher::stop();

事件注册监听(接收插件)

首先编写我们需要的接收者模块，并注册监听事件，这里我们新建一个模块BlogEventHandler，模块的接口处理参见上面“CTK插件的接口处理”。插件部分代码如下：

blog_event_handler.h

#ifndef BLOG_EVENT_HANDLER_H
#define BLOG_EVENT_HANDLER_H
#include <QObject>
#include <service/event/ctkEventHandler.h>
// 事件处理程序（或订阅者）
class BlogEventHandler : public QObject, public ctkEventHandler
{
Q_OBJECT
Q_INTERFACES (ctkEventHandler)
public:
// 处理事件
void handleEvent(const ctkEvent& event) Q_DECL_OVERRIDE
{
QString title = event.getProperty ("title").toString();
QString content = event.getProperty ("content").toString();
QString author = event.getProperty ("author").toString();
qDebug() << "EventHandler received the message, topic:" << event.getTopic()
<< "properties:" << "title:" << title << "content:" << content << "author:" << author;
}
};
#endif // BLOG_EVENT_HANDLER_H

与上面自定义接口不同，这里我们实例化ctkEventHandler对象，并实现handleEvent接口。构造函数中注册的服务对象是ctkEventHandler，在注册时指定触发的事件，当事件触发时调用该对象的handleEvent实现指定操作。

事件发送(发送插件)

监听对象完成后调用比较简单，代码如下：blog_manager.cpp

#include "blog_manager.h"
#include <service/event/ctkEventAdmin.h>
#include <QtDebug>
BlogManager::BlogManager (ctkPluginContext* context)
: m_pContext(context)
{
}
// 发布事件
void BlogManager::publishBlog(const Blog& blog)
{
ctkServiceReference ref = m_pContext->getServiceReference <ctkEventAdmin>();
if (ref) {
ctkEventAdmin* eventAdmin = m_pContext-> getService<ctkEventAdmin> (ref);
ctkDictionary props;
props["title"] = blog.title;
props["content"] = blog.content;
props["author"] = blog.author;
ctkEvent event ("org/commontk/bloggenerator/published", props);
qDebug() << "Publisher sends a message, properties:" << props;
eventAdmin->sendEvent(event);
}
}

项目代码：EventAdmin/SendEvent

事件发送方式(类通信、信号槽通信)

1、类通信

原理就是直接将信息使用CTK的eventAdmin接口send/post出去。

上面项目为典型类通信。

2、信号槽通信

原理是将Qt自己的信号与CTK的发送事件绑定、槽与事件订阅绑定。

接收槽

void BlogEventHandlerUsingSlotsActivator ::start(ctkPluginContext* context)
{
m_pEventHandler = new BlogEventHandlerUsingSlots();
ctkDictionary props;
props[ctkEventConstants::EVENT_TOPIC] = "org/commontk/bloggenerator/published";
ctkServiceReference ref = context->getServiceReference< ctkEventAdmin>();
if (ref) {
ctkEventAdmin* eventAdmin = context->getService< ctkEventAdmin>(ref);
eventAdmin-> subscribeSlot (m_pEventHandler, SLOT(onBlogPublished(ctkEvent)), props, Qt::DirectConnection);
}
}

发送信号

BlogManagerUsingSignals:: BlogManagerUsingSignals (ctkPluginContext *context)
{
ctkServiceReference ref = context->getServiceReference <ctkEventAdmin>();
if (ref) {
ctkEventAdmin* eventAdmin = context->getService< ctkEventAdmin>(ref);
// 使用 Qt::DirectConnection 等同于 ctkEventAdmin::sendEvent()
eventAdmin->publishSignal (this, SIGNAL (blogPublished (ctkDictionary)), "org/commontk/bloggenerator/published", Qt::DirectConnection);
}
}

具体项目：项目代码：EventAdmin/SignalSlot

二者的区别

1、通过event事件通信，是直接调用CTK的接口，把数据发送到CTK框架；通过信号槽方式，会先在Qt的信号槽机制中转一次，再发送到CTK框架。故效率上来讲，event方式性能高于信号槽方式。

2、两种方式发送数据到CTK框架，这个数据包含：主题+属性。主题就是topic，属性就是ctkDictionary。一定要注意signal方式的信号定义，参数不能是自定义的，一定要是ctkDictionary，不然会报信号槽参数异常错误。

3、两种方式可以混用，如发送event事件，再通过槽去接收；发送signal事件，再通过event是接收。

4、同步：sendEvent、Qt::DirectConnection；异步：postEvent、Qt::QueuedConnection

这里的同步是指：发送事件之后，订阅了这个主题的数据便会处理数据【handleEvent、slot】，处理的过程是在发送者的线程完成的。可以理解为在发送了某个事件之后，会立即执行所有订阅此事件的回调函数。

异步：发送事件之后，发送者便会返回不管，订阅了此事件的所有插件会根据自己的消息循环，轮到了处理事件后才会去处理。不过如果长时间没处理，CTK也有自己的超时机制。如果事件处理程序花费的时间比配置的超时时间长，那么就会被列入黑名单。一旦处理程序被列入黑名单，它就不会再被发送任何事件。

插件依赖

插件加载时一般根据首字母大小自动加载，所以在插件启用时，某个插件还没有被调用，所以发送事件没有接收方，这样就要考虑到插件依赖关系，在MANIFEST.MF中添加依赖：

Plugin-SymbolicName:Plugin-xxx-1
Plugin-Version:1.0.0
Require-Plugin:Plugin-xxx-2; plugin-version="[1.0,2.0)"; resolution:="mandatory"

Plugin-xxx-2：为需要依赖的插件名【就是另一个插件在MANIFEST.MF里的Plugin-SymbolicName】；

[1.0,2.0)：为Plugin-xxx-2的版本，这里是左闭右开区间，默认是1.0,；

resolution：有两个选择，optional、mandatory。前者是弱依赖，就算依赖的插件没有，当前插件也能正常使用，后者是强依赖，如果没有依赖的插件，就当前插件就不能被start。

这样就向框架申明了，该插件加载时需要先加载Plugin-xxx-2插件，所有用户插件都应该有这样一份申明。

具体实现参见项目：RequirePlugin

插件元数据

获取MANIFEST.MF中的数据

QHash<QString, QString> headers = plugin->getHeaders();
ctkVersion version = ctkVersion::parseVersion (headers.value (ctkPluginConstants::PLUGIN_VERSION));
QString name = headers.value (ctkPluginConstants::PLUGIN_NAME);

具体实现参见项目：GetMetaData

高级使用 CTK Plugin Framework

CTK 服务工厂

注册服务的时候能够用服务工厂来注册，访问服务

getService中的plugin参数是执行ctkPluginContext::getService (const ctkServiceReference&)的插件,从而这里工厂根据执行的不同插件名称返回了不同的服务实现。

服务工厂的作用：

在服务中可以知道是哪个其他插件在使用它；

懒汉式使用服务，需要的时候才new；

厂其他插件使用有服务工厂和使用无服务工的服务，没有任何区别，代码都一样；

可根据需要创建多种实现的服务，就是：多种服务对应一个插件。

接口类

#ifndef HELLO_SERVICE_H
#define HELLO_SERVICE_H
#include <QtPlugin>
class HelloService
{
public:
virtual ~HelloService() {}
virtual void sayHello() = 0;
};
#define HelloService_iid " org.commontk.service.demos.HelloService"
Q_DECLARE_INTERFACE (HelloService, HelloService_iid)
#endif // HELLO_SERVICE_H

多实现类

#ifndef HELLO_IMPL_H
#define HELLO_IMPL_H
#include "hello_service.h"
#include <QObject>
#include <QtDebug>
// HelloWorld
class HelloWorldImpl : public QObject, public HelloService
{
Q_OBJECT
Q_INTERFACES(HelloService)
public:
void sayHello() Q_DECL_OVERRIDE {
qDebug() << "Hello,World!";
}
};
// HelloCTK
class HelloCTKImpl : public QObject, public HelloService
{
Q_OBJECT
Q_INTERFACES(HelloService)
public:
void sayHello() Q_DECL_OVERRIDE {
qDebug() << "Hello,CTK!";
}
};
#endif // HELLO_IMPL_H

服务工厂类

#ifndef SERVICE_FACTORY_H
#define SERVICE_FACTORY_H
#include <ctkServiceFactory.h>
#include <ctkPluginConstants.h>
#include <ctkVersion.h>
#include "hello_impl.h"
class ServiceFactory : public QObject, public ctkServiceFactory
{
Q_OBJECT
Q_INTERFACES(ctkServiceFactory)
public:
ServiceFactory() : m_counter(0) {}
// 创建服务对象
QObject* getService(QSharedPointer<ctkPlugin> plugin, ctkServiceRegistration registration) Q_DECL_OVERRIDE {
Q_UNUSED(registration)
qDebug() << " Create object of HelloService for: " << plugin->getSymbolicName();
m_counter++;
qDebug() << "Number of plugins using service: " << m_counter;
QHash<QString, QString> headers = plugin->getHeaders();
ctkVersion version = ctkVersion::parseVersion(headers.value (ctkPluginConstants:: PLUGIN_VERSION));
QString name = headers.value (ctkPluginConstants::PLUGIN_NAME);
QObject* hello = getHello(version);
return hello;
}
// 释放服务对象
void ungetService (QSharedPointer < ctkPlugin> plugin, ctkServiceRegistration registration, QObject* service) Q_DECL_OVERRIDE {
Q_UNUSED(plugin)
Q_UNUSED(registration)
Q_UNUSED(service)
qDebug() << "Release object of HelloService for: " << plugin->getSymbolicName();
m_counter--;
qDebug() << "Number of plugins using service: " << m_counter;
}
private:
// 根据不同的版本，获取不同的服务
QObject* getHello(ctkVersion version) {
if (version.toString().contains("alpha")) {
return new HelloWorldImpl();
} else {
return new HelloCTKImpl();
}
}
private:
int m_counter; // 计数器
};
#endif // SERVICE_FACTORY_H

可以根据插件，获取不同的服务。若主框架【main.cpp】的symbolicName是system.plugin

激活类

#ifndef HELLO_ACTIVATOR_H
#define HELLO_ACTIVATOR_H
#include <ctkPluginActivator.h>
#include <ctkPluginContext.h>
#include "hello_service.h"
#include "service_factory.h"
class HelloActivator : public QObject, public ctkPluginActivator
{
Q_OBJECT
Q_INTERFACES(ctkPluginActivator)
Q_PLUGIN_METADATA(IID "HELLO")
public:
// 注册服务工厂
void start (ctkPluginContext* context) {
ServiceFactory *factory = new ServiceFactory();
context->registerService< HelloService>(factory);
}
void stop (ctkPluginContext* context) {
Q_UNUSED(context)
}
};
#endif // HELLO_ACTIVATOR_H

插件中访问服务

// 访问服务
ctkServiceReference reference = context->getServiceReference<HelloService>();
if (reference) {
HelloService* service = qobject_cast<HelloService *> (context->getService(reference));
if (service != Q_NULLPTR) {
service->sayHello();
}
}

具体实现参见项目：ServiceFactory

CTK 事件监听

CTK一共有三种事件可以监听：框架事件、插件事件、服务事件。但是这些事件只有再变化时才能监听到，如果已经变化过后，进入一个稳定的状态，这时才去监听，那么是无法监听到的。

框架事件

针对整个框架的，相当于只有一个，因为框架只有一个，但是这里有个问题，就是监听这个事件是在框架初始化之后的，所以根本没法监听到框架事件的初始化，只能监听到结束的事件。类型有

FRAMEWORK_STARTED
PLUGIN_ERROR
PLUGIN_WARNING
PLUGIN_INFO
FRAMEWORK_STOPPED
FRAMEWORK_STOPPED_UPDATE
FRAMEWORK_WAIT_TIMEDOUT

服务事件

在创建、回收插件时的事情，主要体现在服务的注册和注销。类型有

REGISTERED
MODIFIED
MODIFIED_ENDMATCH
UNREGISTERING

插件事件

在安装、启动插件的过程中呈现的，主要就是插件的一个状态的变化。类型有

INSTALLED
RESOLVED
LAZY_ACTIVATION
STARTING
STARTED
STOPPING
STOPPED
UPDATED
UNRESOLVED
UNINSTALLED

监听例子

监听类，event_listener.h

#ifndef EVENT_LISTENER_H
#define EVENT_LISTENER_H
#include <QObject>
#include <ctkPluginFrameworkEvent.h>
#include <ctkPluginEvent.h>
#include <ctkServiceEvent.h>
class EventListener : public QObject
{
Q_OBJECT
public:
explicit EventListener (QObject *parent = Q_NULLPTR);
~EventListener();
public slots:
// 监听框架事件
void onFrameworkEvent (const ctkPluginFrameworkEvent& event);
// 监听插件事件
void onPluginEvent (const ctkPluginEvent& event);
// 监听服务事件
void onServiceEvent (const ctkServiceEvent& event);
};
#endif // EVENT_LISTENER_H

event_listener.cpp

#include "event_listener.h"
EventListener::EventListener(QObject *parent)
: QObject(parent)
{
}
EventListener::~EventListener()
{
}
// 监听框架事件
void EventListener::onFrameworkEvent (const ctkPluginFrameworkEvent& event)
{
if (!event.isNull()) {
QSharedPointer<ctkPlugin> plugin = event.getPlugin();
qDebug() << "FrameworkEvent: [" << plugin->getSymbolicName() << "]" << event.getType() << event.getErrorString();
} else {
qDebug() << "The framework event is null";
}
}
// 监听插件事件
void EventListener::onPluginEvent (const ctkPluginEvent& event)
{
if (!event.isNull()) {
QSharedPointer<ctkPlugin> plugin = event.getPlugin();
qDebug() << "PluginEvent: [" << plugin->getSymbolicName() << "]" << event.getType();
} else {
qDebug() << "The plugin event is null";
}
}
// 监听服务事件
void EventListener::onServiceEvent (const ctkServiceEvent &event)
{
if (!event.isNull()) {
ctkServiceReference ref = event.getServiceReference();
QSharedPointer<ctkPlugin> plugin = ref.getPlugin();
qDebug() << " ServiceEvent: [" << event.getType() << "]" << plugin->getSymbolicName() << ref.getUsingPlugins();
} else {
qDebug() << "The service event is null";
}
}

启用监听,main.cpp：

// 事件监听
EventListener listener;
context->connectFrameworkListener(&listener, SLOT(onFrameworkEvent (ctkPluginFrameworkEvent)));
context->connectPluginListener (&listener, SLOT (onPluginEvent(ctkPluginEvent)));
// 过滤 ctkEventAdmin 服务
// QString filter = QString("(%1=%2)").arg (ctkPluginConstants::OBJECTCLASS).arg ("org.commontk.eventadmin");
context->connectServiceListener (&listener, "onServiceEvent"); //, filter);

具体实现参见项目：EventListener

CTK 服务追踪

服务追踪：如果想在B插件里使用A服务，可以专门写一个类继承ctkServiceTracker，在这个类里完成对A服务的底层操作，然后在B插件里通过这个类提供的接口来使用回收A服务。

理论上ctkServiceTracker和A服务应该是一起的，这里有点像服务工厂。优点就是获取服务的代码简单，不用各种判断空指针。

服务A

服务A实现类，log_impl.cpp

#include "log_impl.h"
#include <QtDebug>
LogImpl::LogImpl()
{
}
void LogImpl::debug(QString msg)
{
qDebug() << "This is a debug message: " << msg;
}

服务A激活类，log_activator.cpp

#include "log_impl.h"
#include "log_activator.h"
#include <ctkPluginContext.h>
#include <QtDebug>
void LogActivator::start (ctkPluginContext* context)
{
m_pPlugin = new LogImpl();
context->registerService <LogService>(m_pPlugin);
}
void LogActivator::stop (ctkPluginContext* context)
{
Q_UNUSED(context)
delete m_pPlugin;
m_pPlugin = Q_NULLPTR;
}

服务A的服务追踪类

追踪类，建立时机：

1、可以在封装A服务的时候就建立，作为一种工具向外提供，但是不应该被编译进插件中，它并不是插件的功能而是访问插件的工具；

2、也可以在B插件中建立，完全和A服务独立开，作为访问A服务的一种手段；

3、单独建立一个空工程，为项目中的所有服务建立对应的追踪类，然后放在同一个文件夹中，其他想要的自己使用就行。

注意：B插件如果想要使用A服务，需要service_tracker.h、service_tracker.cpp、A服务的接口类。

本例采用第二种。

service_tracker.h

#ifndef SERVICE_TRACKER_H
#define SERVICE_TRACKER_H
#include <ctkPluginContext.h>
#include <ctkServiceTracker.h>
#include "../Log/log_service.h"
class ServiceTracker : public ctkServiceTracker<LogService *>
{
public:
ServiceTracker(ctkPluginContext* context) : ctkServiceTracker<LogService *>(context) {}
~ServiceTracker() {}
protected:
// 在 Service 注册时访问
LogService* addingService (const ctkServiceReference& reference) Q_DECL_OVERRIDE {
qDebug() << "Adding service:" << reference.getPlugin()->getSymbolicName();
// return ctkServiceTracker::addingService(reference);
LogService* service = (LogService*) (ctkServiceTracker::addingService(reference));
if (service != Q_NULLPTR) {
service->debug("Ok");
}
return service;
}
void modifiedService (const ctkServiceReference& reference, LogService* service) Q_DECL_OVERRIDE {
qDebug() << "Modified service:" << reference.getPlugin()->getSymbolicName();
ctkServiceTracker:: modifiedService(reference, service);
}
void removedService (const ctkServiceReference& reference, LogService* service) Q_DECL_OVERRIDE {
qDebug() << "Removed service:" << reference.getPlugin()->getSymbolicName();
ctkServiceTracker:: removedService(reference, service);
}
};
#endif // SERVICE_TRACKER_H

插件B

插件B实现类, login_impl.cpp

#include "login_impl.h"
#include "service_tracker.h"
LoginImpl::LoginImpl(ServiceTracker *tracker)
: m_pTracker(tracker)
{
}
bool LoginImpl::login (const QString& username, const QString& password)
{
LogService* service = (LogService*)(m_pTracker->getService());
if (QString::compare (username, "root") == 0 && QString::compare(password, "123456") == 0) {
if (service != Q_NULLPTR)
service->debug ("Login successfully");
return true;
} else {
if (service != Q_NULLPTR)
service->debug("Login failed");
return false;
}
}

插件B激活类，login_activator.cpp

#include "login_impl.h"
#include "login_activator.h"
#include "service_tracker.h"
#include <ctkPluginContext.h>
void LoginActivator::start (ctkPluginContext* context)
{
// 开启服务跟踪器
m_pTracker = new ServiceTracker(context);
m_pTracker->open();
m_pPlugin = new LoginImpl(m_pTracker);
m_registration = context-> registerService <LoginService>(m_pPlugin);
}
void LoginActivator::stop(ctkPluginContext* context)
{
Q_UNUSED(context)
// 注销服务
m_registration.unregister();
// 关闭服务跟踪器
m_pTracker->close();
delete m_pPlugin;
m_pPlugin = Q_NULLPTR;
}

使用插件B

// 获取插件所在位置
QString path = QCoreApplication:: applicationDirPath() + "/plugins";
// 遍历路径下的所有插件
QDirIterator itPlugin (path, QStringList() << "*.dll" << "*.so", QDir::Files);
while (itPlugin.hasNext()) {
QString strPlugin = itPlugin.next();
try {
// 安装插件
QSharedPointer<ctkPlugin> plugin = context->installPlugin(QUrl::fromLocalFile(strPlugin));
// 启动插件
plugin->start(ctkPlugin::START_TRANSIENT);
qDebug() << "Plugin start ...";
} catch (const ctkPluginException &e) {
qDebug() << "Failed to install plugin" << e.what();
return -1;
}
}
// 获取服务引用
ctkServiceReference reference = context->getServiceReference<LoginService>();
if (reference) {
// 获取指定 ctkServiceReference 引用的服务对象
LoginService* service = qobject_cast<LoginService *>(context->getService(reference));
if (service != Q_NULLPTR) {
// 调用服务
service->login("root", "123456");
}
}

具体参见项目：ServiceTracker

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