Eclipse Theia: die nächste Generation der Eclipse-Plattform

Viele dieser Tools bilden komplexe Daten und Abläufe ab, ihre Umsetzung ist dementsprechend aufwändig. Um diesen Aufwand zu verringern, werden für die Umsetzung von angepassten Tools und IDEs häufig Plattformen und Frameworks wie die Eclipse-Plattform verwendet. Diese Plattformen stellen wiederkehrende Tool-Features zur Wiederverwendung quelloffen bereit und bieten einen guten initialen Rahmen für die Umsetzung von eigenen Tool-Projekten.

Lange wurden Tools und IDEs als Desktop-Anwendungen umgesetzt. Gerade in den letzten Jahren geht der Trend aber auch in diesem Bereich sehr stark in Richtung web-basierter Lösungen. Da die klassische Eclipse-Tools-Plattform an den Desktop gebunden ist, tritt Eclipse Theia hier als neue und web-basierte Generation einer vergleichbaren Tool-Plattform in den Ring.

Die nächste Generation von Eclipse?

Zunächst ist Eclipse Theia nicht als Ablöse der existierenden Eclipse-Plattform gedacht. Es gibt keine Pläne, die Eclipse-Plattform abzuschaffen oder zu einem bestimmten Zeitpunkt abzulösen. Solange es genug Kontributoren zum zugrundeliegenden Open-Source-Projekt gibt, wird die Eclipse-Plattform weiter gepflegt. Es wird also voraussichtlich noch eine ganze Zeit eclipse-basierte Anwendungen auf dem Desktop geben.

Allerdings lässt sich bei einer 20 Jahre alten Plattform nicht verleugnen, dass sie technologisch in die Jahre gekommen ist. Bestimmte Anforderungen, wie etwa die Anwendung über einen Browser ohne Installation bereit zu stellen oder modernes Look-and-feel, lassen sich auch nicht mehr auf der existierenden technologischen Basis umsetzen. Inwieweit deckt aber Eclipse Theia die Anforderungen an eine Plattform für Tools und IDEs bereits ab, was macht Eclipse Theia anders und warum kann Theia als neue Generation von Eclipse angesehen werden?

Zunächst deckt Eclipse Theia quasi alle Basis-Anforderungen der klassischen Eclipse-Plattform ab. Das beinhaltet beispielsweise eine sogenannte "Workbench", also einen Anwendungsrahmen, in dem sich Views, Editoren, Menüs, Commands, Benutzereinstellungen und vieles mehr einfach integrieren lassen (s. Abb. 1).

Allerdings ist diese Workbench im Fall von Theia web-basiert, das bedeutet, sie läuft im Browser. Theia-basierte Anwendungen lassen sich damit auf zwei Arten deployen. Zum einen als klassische Webanwendung mit cloud-basiertem Backend. Zum anderen lassen sich mit Theia aber auch Desktop-Tools bauen. Mit dem Framework "Electron" werden hier Backend und Frontend in eine installierbare Anwendung gepackt. Die Oberfläche wird aber auch hier mit einem in die Anwendung integrierten Browser angezeigt, nur dass das Backend eben lokal läuft.

Diese Flexibilität ist insbesondere in der Phase der Migration von Tools in das Web äußerst hilfreich. Viele Projekte steigen auf Theia um, liefern aber zunächst eine Desktop-Anwendung aus. Dieser Umstieg ist für die Nutzer weniger drastisch und es wird auch zunächst keine Cloud-Infrastruktur benötigt. Die gleiche Anwendung kann dann aber später in die Cloud verlagert werden, da sie bereits auf den entsprechenden Web-Technologien basiert. Zum Bereitstellen von theia-basierten Anwendungen in der Cloud lohnt sich ein Blick auf Theia.cloud – ein Open-Source-Framework, das auf Kubernetes basiert [2].

Das Stichwort "Web-Technologien" beschreibt einen weiteren signifikanten Unterschied von Eclipse Theia zur klassischen Eclipse-Plattform. Theia setzt auf HTML/CSS und TypeScript mit einem node-basierten Backend. Dieser Technologie-Stack ist auch im Umfeld von Geschäftsanwendungen sehr verbreitet. Damit lässt sich aus einem sehr großen Ökosystem aus Frameworks und Technologien schöpfen. Beispielsweise können eigene Oberflächen in Theia mit React, Vue oder Angular umgesetzt werden. Die Verwendung von stark verbreiteten, modernen Technologien erleichtert nicht zuletzt auch das Recruiting für Tool-Entwicklungsprojekte.

Es gibt natürlich auch im Web weiterhin Technologien, die nur für die Domäne "Tools und IDEs" relevant sind. Aber auch hier orientiert sich Theia stark an verbreiteten Standards und integriert beispielsweise das Language Server Protokoll (LSP) für die Unterstützung von Programmiersprachen, oder das entsprechende Debug Adapter Protokoll (DAP). Beide Technologien werden auch in VS Code eingesetzt.

Wie die klassische Eclipse-Plattform erlaubt Theia die flexible Anpassung der Workbench und anderer Basis-Features. Durch die konsequente Verwendung von Dependency Injection geht Theia als neue Generation aber in Punkto Flexibilität einen Schritt weiter. Es gibt wenig, dass sich in Theia nicht anpassen, austauschen oder entfernen lässt. Nicht zuletzt bietet Theia ein Modulsystem, mit dem sich Features im eigenen Tool kombinieren und erweitern lassen. Beispielsweise können beliebige existierende Open-Source-Features mit eigenen proprietären Features in eine einheitliche Lösung zu einem Produkt verschmolzen werden. Dieses Modul-System verwendet schlicht das weitverbreitete Node-Package-Format.

Allerdings geht Theia im Bereich Erweiterbarkeit wiederum einen Schritt weiter. Konkret bietet Theia sogar zwei Erweiterungsmechanismen an: Theia Extensions und VS Code Extensions [3].

Theia Extensions erlauben den direkten Zugriff auf die Theia-Kern-API. Mit ihnen lässt sich die Workbench beliebig anpassen und Features umsetzen, die eng mit Theia integriert sind. VS Code Extensions sind der Erweiterungsmechanismus von VS Code. Sie operieren gegen eine eingeschränkte API, laufen in einem eigenen Prozess und lassen sich dadurch sogar zur Laufzeit installieren. Beide Erweiterungsmechanismen haben ihre Stärken und Schwächen, abhängig vom Anwendungsfall.

Häufig wird nach den Unterschieden zwischen Eclipse Theia und VS Code gefragt [5]. Zunächst weisen beide Technologien einige direkte Ähnlichkeiten auf. Genauer gesagt verwendet Eclipse Theia direkt einige Konzepte von VS Code wieder. Das beinhaltet neben den bereits besprochenen VS Code Extensions z. B. auch das Language Server Protokoll (LSP) und den Monaco Code Editor. Theia verwendet also den identischen, ausgereiften Monaco Editor für die Bearbeitung von textuellen Dateien, typischerweise für die Programmierung. Weiterhin adaptiert Theia in seiner Standardform weitestgehend das äußerst beliebte Usability-Konzept von VS Code. Eine unangepasste theia-basierte Anwendung ist daher von VS Code kaum zu unterscheiden.

Es gibt jedoch signifikante Unterschiede zwischen Theia und VS Code:

VS Code ist ein erweiterbares Tool, Eclipse Theia ist eine offene Plattform für die Umsetzung von (erweiterbaren) Tools.

Während sich in VS Code sehr einfach bestimmte Features über VS Code Extensions hinzufügen lassen, lassen sich in Theia über Theia Extensions nahezu uneingeschränkt Anpassungen vornehmen. In Theia lassen sich eigene Logos einfügen, existierende Menü-Einträge oder ganze Views entfernen oder der Aufbau der ganzen Workbench anpassen. Kurz: Es lassen sich mit Eclipse Theia vollständig auf die eigenen Anforderungen angepasste Tools und IDEs umsetzen.

Ein typisches Beispiel für so eine Anpassung ist das Hinzufügen einer Toolbar. In VS Code ist das Hinzufügen einer Toolbar nicht möglich, da es das Tool selbst und auch die Extension API nicht vorsieht. In Theia sind Erweiterungen wie eine Toolbar schon immer möglich und beispielsweise in der auf Theia basierenden Arduino IDE 2.0 umgesetzt [6]. Seit Anfang 2022 unterstützt die Plattform dieses Feature sogar direkt ohne eigene Erweiterungen (s. Abb. 3).

Theia ist ein Open-Source-Projekt, das von der Eclipse Foundation betrieben wird. Die Eclipse Foundation legt dabei ein ausgereiftes Regelwerk fest, mit dem unterschiedliche Stakeholder des Projekts offen und transparent zusammenarbeiten können. Im Falle von Eclipse Theia ist diese Zusammenarbeit äußerst erfolgreich. Zahlreiche Firmen tragen aktiv zur Weiterentwicklung bei, beispielsweise Ericsson, EclipseSource, Red Hat, TypeFox, Arm oder STMicroelectronics. Auf der Theia-Website findet sich eine Liste der bekannten Kontributoren und Adopter. Diese Liste ist in Wahrheit noch deutlich länger, da sich längst nicht alle Adopter auflisten lassen wollen.

Die beteiligten Parteien bei Theia arbeiten aber nicht nur isoliert voneinander an ihren eigenen Features der Plattform. Es gibt zahlreiche Initiativen, bei denen sich Firmen bei der Entwicklung abstimmen und direkt zusammenarbeiten. Konkrete Beispiele dafür sind Theia Blueprint, die herauslösbaren Views oder die Kompatibilität mit VS Code Extensions. Eclipse Theia ist daher ein äußerst offenes Projekt, in dem Open Source Collaboration ganz unterschiedlicher Parteien zu einem besseren Ganzen und damit zu einem Mehrwert aller führt.

Neben Theia selbst bildete sich in den letzten Jahren ein breites Ökosystem an zusätzlichen Komponenten für die Entwicklung von web-basierten Tools und IDEs, die im Rahmen der Eclipse Cloud Development Tools Working Group verwaltet werden [13]. Diese Technologien sind meist nicht direkt an Theia gebunden und lassen sich z. B. auch in anderen Umgebungen wie VS Code nutzen. Die Flexibilität von Theia erlaubt aber sehr ausgereifte Integrationen, welche die Projekte meist direkt bereitstellen. Ein Beispiel ist die Graphical Language Server Plattform (Eclipse GLSP) für das Umsetzen von Diagrammeditoren [14]. Mit GLSP lassen sich effizient graphische Editoren umsetzen, die auch mit anderen Teilen der Workbench (z. B. anderen Editoren oder der Problems View) zusammenspielen (s. Abb. 5).