SOFAArk輕量級(jí)Java類隔離容器

SOFAArk 是一款基于 Java 實(shí)現(xiàn)的輕量級(jí)類隔離容器，由螞蟻金服公司開源貢獻(xiàn)；主要為應(yīng)用程序提供類隔離和依賴包隔離的能力；基于 Fat Jar 技術(shù)，應(yīng)用可以被打包成一個(gè)自包含可運(yùn)行的 Fat Jar，應(yīng)用既可以是簡(jiǎn)單的單模塊 Java 應(yīng)用也可以是 Spring Boot 應(yīng)用?？?a>訪問(wèn)網(wǎng)址進(jìn)入快速開始并獲取更多詳細(xì)信息。

背景

日常使用 Java 開發(fā)，常常會(huì)遇到包依賴沖突的問(wèn)題，尤其當(dāng)工程應(yīng)用變得臃腫龐大，包沖突的問(wèn)題也會(huì)變得更加棘手，導(dǎo)致各種各樣的報(bào)錯(cuò)，例如LinkageError, NoSuchMethodError等；實(shí)際開發(fā)中，可以采用多種方法來(lái)解決包沖突問(wèn)題，比較常見(jiàn)的是類似 SpringBoot 的做法，統(tǒng)一管理應(yīng)用所有依賴包的版本，保證這些三方包不存在依賴沖突；這種做法只能有效避免包沖突的問(wèn)題，不能根本上解決包沖突的問(wèn)題；如果某個(gè)應(yīng)用的確需要在運(yùn)行時(shí)使用兩個(gè)相互沖突的包，例如 protobuf2 和 protobuf3，那么類似 SpringBoot 的做法依然解決不了問(wèn)題；

為了徹底解決包沖突的問(wèn)題，我們需要借助類隔離機(jī)制，使用不同的 Classloader 加載不同版本的三方依賴，進(jìn)而隔離包沖突問(wèn)題；OSGI 作為業(yè)內(nèi)最出名的類隔離框架，自然是可以被用于解決上述包沖突問(wèn)題，但是 OSGI 框架太過(guò)臃腫，功能繁雜；為了解決包沖突問(wèn)題，引入 OSGI 框架，有牛刀殺雞之嫌，反而使工程變得更加復(fù)雜，不利于開發(fā)；

SOFAArk 專注于解決類隔離問(wèn)題，采用輕量級(jí)的類隔離方案來(lái)解決日常經(jīng)常遇到的包沖突問(wèn)題，在螞蟻金服內(nèi)部服務(wù)于整個(gè) SOFABoot 技術(shù)體系，彌補(bǔ) SpringBoot 沒(méi)有的類隔離能力。實(shí)際上，SOFAArk 是一個(gè)通用的輕量級(jí)類隔離框架，并不限于 SpringBoot 應(yīng)用，也可以和其他的 Java 開發(fā)框架集成；

原理

SOFAArk 框架包含有三個(gè)概念，Ark Container, Ark Plugin 和 Ark Biz; 運(yùn)行時(shí)邏輯結(jié)構(gòu)圖如下：

在介紹這三個(gè)概念之前，為了統(tǒng)一術(shù)語(yǔ)，有必要先說(shuō)一下所謂的 Ark 包；Ark 包是滿足特定目錄格式要求的 Executed Fat Jar，使用官方提供的 Maven 插件 sofa-ark-maven-plugin可以將工程應(yīng)用打包成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)格式的 Ark 包；使用命令 java -jar application.jar即可在 Ark 容器之上啟動(dòng)應(yīng)用；Ark 包 通常包含 Ark Container、Ark Plugin、 Ark Biz；以下我們針對(duì)這三個(gè)概念簡(jiǎn)單做下名詞解釋：

• Ark Container: Ark 容器，負(fù)責(zé)整個(gè)運(yùn)行時(shí)的管理；Ark Plugin 和 Ark Biz 運(yùn)行在 Ark 容器之上；容器具備管理多插件、多應(yīng)用的功能；容器啟動(dòng)成功后，會(huì)自動(dòng)解析 classpath 包含的 Ark Plugin 和 Ark Biz 依賴，完成隔離加載并按優(yōu)先級(jí)依次啟動(dòng)之；

• Ark Plugin: Ark 插件，滿足特定目錄格式要求的 Fat Jar，使用官方提供的 Maven 插件 sofa-ark-plugin-maven-plugin 可以將一個(gè)或多個(gè)普通的 Java Jar 包打包成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)格式的 Ark Plugin； Ark Plugin 會(huì)包含一份配置文件，通常包括插件類導(dǎo)入導(dǎo)出配置、插件啟動(dòng)優(yōu)先級(jí)等；運(yùn)行時(shí)，Ark 容器會(huì)使用獨(dú)立的 PluginClassLoader 加載插件，并根據(jù)插件配置構(gòu)建類加載索引表，從而使插件與插件、插件與應(yīng)用之間相互隔離；

• Ark Biz: Ark 業(yè)務(wù)模塊，滿足特定目錄格式要求的 Fat Jar ，使用官方提供的 Maven 插件 sofa-ark-maven-plugin 可以將工程應(yīng)用打包成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)格式的 Ark-Biz 包；是工程應(yīng)用模塊及其依賴包的組織單元，包含應(yīng)用啟動(dòng)所需的所有依賴和配置；

在運(yùn)行時(shí)，Ark Container 優(yōu)先啟動(dòng)，自動(dòng)解析 classpath 包含的 Ark Plugin 和 Ark Biz，并讀取他們的配置，構(gòu)建類加載索引關(guān)系；然后使用獨(dú)立的 Classloader 加載他們并按優(yōu)先級(jí)配置依次啟動(dòng)；需要指出的是，Ark Plugin 優(yōu)先 Ark Biz被加載啟動(dòng)；Ark Plugin 之間是雙向類索引關(guān)系，即可以相互委托對(duì)方加載所需的類；Ark Plugin 和 Ark Biz 是單向類索引關(guān)系，即只允許 Ark Biz 索引 Ark Plugin 加載的類，反之則不允許。

場(chǎng)景

SOFAArk初衷是為了解決包沖突問(wèn)題，那什么情況下可以使用 SOFAArk 以及如何使用呢？ 假設(shè)如下場(chǎng)景，如果工程需要引入兩個(gè)三方包：A 和 B，但是 A 需要依賴版本號(hào)為 0.1 的 C 包，而恰好 B 需要依賴版本號(hào)為 0.2 的 C 包，且 C 包的這兩個(gè)版本無(wú)法兼容:

此時(shí)，即可使用 SOFAArk 解決該依賴沖突問(wèn)題；只需要把 A 和版本為 0.1 的 C 包一起打包成一個(gè) Ark Plugin，然后讓應(yīng)用工程引入該插件依賴即可。