SOFAArk輕量級 Java 類隔離容器

SOFAArk 是一款基于 Java 實現(xiàn)的輕量級類隔離容器，由螞蟻金服公司開源貢獻；主要為應用程序提供類隔離和依賴包隔離的能力；基于 Fat Jar 技術，應用可以被打包成一個自包含可運行的 Fat Jar，應用既可以是簡單的單模塊 Java 應用也可以是 Spring Boot 應用。可訪問網(wǎng)址進入快速開始并獲取更多詳細信息。

背景

日常使用 Java 開發(fā)，常常會遇到包依賴沖突的問題，尤其當工程應用變得臃腫龐大，包沖突的問題也會變得更加棘手，導致各種各樣的報錯，例如LinkageError, NoSuchMethodError等；實際開發(fā)中，可以采用多種方法來解決包沖突問題，比較常見的是類似 SpringBoot 的做法，統(tǒng)一管理應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題，不能根本上解決包沖突的問題；如果某個應用的確需要在運行時使用兩個相互沖突的包，例如 protobuf2 和 protobuf3，那么類似 SpringBoot 的做法依然解決不了問題；

為了徹底解決包沖突的問題，我們需要借助類隔離機制，使用不同的 Classloader 加載不同版本的三方依賴，進而隔離包沖突問題；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題，但是 OSGI 框架太過臃腫，功能繁雜；為了解決包沖突問題，引入 OSGI 框架，有牛刀殺雞之嫌，反而使工程變得更加復雜，不利于開發(fā)；

SOFAArk 專注于解決類隔離問題，采用輕量級的類隔離方案來解決日常經(jīng)常遇到的包沖突問題，在螞蟻金服內(nèi)部服務于整個 SOFABoot 技術體系，彌補 SpringBoot 沒有的類隔離能力。實際上，SOFAArk 是一個通用的輕量級類隔離框架，并不限于 SpringBoot 應用，也可以和其他的 Java 開發(fā)框架集成；

原理

SOFAArk 框架包含有三個概念，Ark Container, Ark Plugin 和 Ark Biz; 運行時邏輯結(jié)構(gòu)圖如下：

在介紹這三個概念之前，為了統(tǒng)一術語，有必要先說一下所謂的 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可以將工程應用打包成一個標準格式的 Ark 包；使用命令 java -jar application.jar即可在 Ark 容器之上啟動應用；Ark 包 通常包含 Ark Container、Ark Plugin、 Ark Biz；以下我們針對這三個概念簡單做下名詞解釋：

• Ark Container: Ark 容器，負責整個運行時的管理；Ark Plugin 和 Ark Biz 運行在 Ark 容器之上；容器具備管理多插件、多應用的功能；容器啟動成功后，會自動解析 classpath 包含的 Ark Plugin 和 Ark Biz 依賴，完成隔離加載并按優(yōu)先級依次啟動之；

• 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 可以將一個或多個普通的 Java Jar 包打包成一個標準格式的 Ark Plugin； Ark Plugin 會包含一份配置文件，通常包括插件類導入導出配置、插件啟動優(yōu)先級等；運行時，Ark 容器會使用獨立的 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、插件與應用之間相互隔離；

• Ark Biz: Ark 業(yè)務模塊，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 可以將工程應用打包成一個標準格式的 Ark-Biz 包；是工程應用模塊及其依賴包的組織單元，包含應用啟動所需的所有依賴和配置；

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

場景

SOFAArk初衷是為了解決包沖突問題，那什么情況下可以使用 SOFAArk 以及如何使用呢？ 假設如下場景，如果工程需要引入兩個三方包：A 和 B，但是 A 需要依賴版本號為 0.1 的 C 包，而恰好 B 需要依賴版本號為 0.2 的 C 包，且 C 包的這兩個版本無法兼容:

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