需求背景
應用拆分的多或少都有問題。多則維護成本高,每次發布一堆應用。少則拆分成本高,無用功能很難下線。
故障不隔離。當一個系統由多人同時參與開發時,修改A功能,可能會影響B功能,引發故障。
多分支開發引發沖突。多分支開發完之后合並會產生沖突。
牽一發動全身。一處核心代碼的改動,或一個基礎Jar的升級需要回歸整個系統。
升級和遷移成本高。中間件升級每個應用都有升級成本。
模塊化開發的好處
可插拔,一個應用由多個模塊組成,應用里的模塊可拆和合,模塊可快速在多個系統中遷移和部署。
模塊化開發,模塊之間互相隔離,實現故障隔離。
一個模塊一個分支,不會引發代碼沖突。
在模塊中增加或修改功能,只會影響當前模塊,不會影響整個應用。
動態部署,在運行時把模塊部署到應用中,快速修復故障,提高發布效率。
多版本部署,可以在運行時同時部署某個模塊的新舊版本,進行AB TEST。
減少資源消耗,通過部署模塊的方式減少應用數量和機器數量。
JarsLink的應用場景
數據管理中心,如果你需要開發一個數據管理系統,這個系統需要去不同的異構系統采集數據,這些系統會提供不同類型的接口,如RPC,HTTP等。並且數據采集的數據源多,每種數據源都需要對接和開發,數據質量比較差,需要經常修改代碼進行發布。在這種場景下,通過模塊化開發,實現一個數據源使用一個模塊進行對接,上線新數據源只需要新增模塊,修改BUG只需要修改某個模塊,並能快速上線。
后台管理系統,互聯網應用發展到一定階段會出現很多后台需求,如客服查詢用戶的信息幫助解答問題,開發查后台數據排查系統BUG,運營使用后台功能發送運營活動等。這些功能發布頻率會大於核心系統,如果放在核心系統里會影響其穩定性,所以我們必須要建一個后台系統來開發后台功能,但是這樣又帶來一個新的問題,很多開發都會來這個系統進行開發,拉多分支造成代碼沖突,A業務的BUG影響到B業務。所以如果每個業務線一個模塊,每個模塊使用一個單獨的分支進行開發,就能進行隔離開發,提高開發速度,開發完后在運行時加載到系統中。
微服務集成測試, 目前一個微服務是一個FAT JAR,如果有幾十個微服務,則需要啟動很多進程,DEBUG端口會很多,使用JarsLink框架合並FAT JAR,再路由請求到其他JAR,就可以只啟動一個進程進行DEBUG測試。
指標計算系統,可以把消息轉發到不同的模塊中進行處理,並輸出指標。
目前螞蟻金服微貸事業部幾個系統和幾十個模塊已經使用JarsLink框架。
JarsLink的特性
隔離性
類隔離:框架為每個模塊的Class使用單獨的ClassLoader來加載,每個模塊可以依賴同一種框架的不同的版本。
實例隔離:框架為每個模塊創建了一個獨立的Spring上下文,來加載模塊中的BEAN,實例化失敗不會影響其他模塊。
資源隔離:后續會支持模塊之間的資源隔離,每個模塊使用獨立的CPU和內存資源。
動態性
動態發布:模塊能在運行時動態加載到系統中,實現不需要重啟和發布系統新增功能。支持突破雙親委派機制,在運行時加載父加載器已經加載過的類,實現模塊升級依賴包不需要系統發布。
動態卸載:模塊能在運行時被動態卸載干凈,實現快速下線不需要功能。
易用性
提供了通用靈活的API讓系統和模塊進行交互。
實現原理
模塊加載
JarsLink為每個模塊創建一個新的URLClassLoader來加載模塊。並且支持突破雙親委派,設置了overridePackages的包將由子類加載進行加載,不優先使用父類加載器已加載的。
模塊的卸載
卸載模塊需要滿足三個條件:
模塊里的實例對象沒有被引用
模塊里的Class沒有被引用
類加載器沒有被引用
所以需要做到三點卸載實例,卸載類和卸載類加載器,整個模塊的卸載順序如下:
關閉資源:關閉HTTP連接池或線程池。
關閉IOC容器:調用applicationContext.close()方法關閉IOC容器。
移除類加載器:去掉模塊的引用。
卸載JVM租戶(開發中):卸載該模塊使用的JVM租戶,釋放資源。
模塊間隔離
模塊化開發需要解決隔離性問題,否則各模塊之間會互相影響。模塊之間的隔離有三個層次:
類隔離:為每個模塊創建一個類加載器來實現類隔離。
實例隔離:為每個模塊創建一個新的IOC容器來加載模塊里面的BEAN。
資源隔離:對每個模塊只能使用指定的CPU和內存。
目前JarsLink實現了類隔離和實例隔離,資源隔離准備引入ALIJVM多租戶來解決。

模塊間通訊
模塊之間的通訊也有三種方式,RPC,本地調用,深克隆/反射。

本地調用:目前JarsLink的doAction就是使用的這種通訊方式,這種方式要求模塊的類加載器是父子關系,且IOC容器也是父子容器。
RPC調用:用於跨JVM的模塊之間調用,利用SOFA 4動態API在模塊中發布和引用TR服務來實現。
深克隆/反射:深克隆其他模塊的入參,反射其他模塊的方法實現調用。
類加載機制
OSGI類加載機制的關系采用的是網狀結構,每個模塊通過 Export-Package 來聲明我要給別人用哪些類,通過 Import-Package來聲明我要用別人的哪些類。JarsLink采用扁平化管理,每個模塊都有一個共同的父類,這個父類加載器就是加載ModuleLoader類的加載器,如果是SOFA應用,模塊的父加載器是KernelAceClassLoader,類加載器關系如下:

如果所有模塊都需要使用的類,可以通過KernelAceClassLoader加載,如果是SOFA系統可以通過POM引入。
JarsLink框架類圖
JarsLink框架的類圖如下:

AbstractModuleRefreshScheduler:入口類,負責定期掃描本地和內存中的模塊是否發生變更,如果變更,則更新模塊。
ModuleLoader:模塊加載引擎,負責模塊加載。
ModuleManager:模塊管理者,負責在運行時注冊,卸載,查找模塊和執行Action。
Module:模塊,一個模塊有多個Action。
Action:模塊里的執行者。
如何使用?
1:引入POM
JarsLink Maven Repo
JarsLink依賴的POM也需要引入
2:引入jarslink BEAN
在系統中引入以下兩個BEAN。
3:集成JarsLink API
使用JarsLink API非常簡單,只需要繼承AbstractModuleRefreshScheduler,並提供模塊的配置信息,代碼如下:
這個調度器在bean初始化的時候會啟動一個調度任務,每分鍾刷新一次模塊,如果模塊的版本號發生變更則會更新模塊。實現這個方法時,必須把模塊(jar包)下載到機器本地,模塊的配置信息說明如下:
name:全局唯一,建議使用英文,忽略大小寫。
enabled:當前模塊是否可用,默認可用,卸載模塊時可以設置成false。
version:模塊的版本,如果版本號和之前加載的不一致,框架則會重新加載模塊。
Properties:spring屬性配置文件。
moduleUrl:模塊的本地存放地址。
overridePackages:需要突破雙親委派的包名,一般不推薦使用,范圍越小越好,如com.alipay.XX。
把ModuleRefreshSchedulerImpl類注冊成Spring的bean。
JarsLink API 暫時不提供模塊可視化管理能力,所以需要使用其他系統來管理和發布模塊。目前可以通過com.alipay. jarslink.api.ModuleManager#getModules獲取運行時所有模塊的信息。
你也可以使用API來加載並注冊模塊,詳細使用方式可以參考ModuleManagerTest,代碼如下。
3:開發模塊
在模塊中只需要實現並開發Action,代碼如下:
5:調用接口
開發者需要利用JarsLink API把請求轉發給模塊,先根據模塊名查找模塊,再根據aciton name查找Action,最后執行Action。
其他特性
Spring配置
通過moduleConfig的Properties屬性可以設置Spring bean變量的配置信息。
最佳實踐
HTTP請求轉發
可以把HTTP請求轉發給模塊處理。
消息請求轉發
可以把消息轉發給模塊進行處理。遵循默認大於配置的方式,你可以把TOPIC當做模塊名,EventCode當做ActionName來轉發請求。
接口說明
JarsLink框架最重要的兩個接口是ModuleManager和ModuleLoader。
ModuleManager接口
ModuleManager負責注冊,卸載,查找模塊和執行Action。
ModuleLoader接口
ModuleLoader只負責加載模塊。
近期,JarsLink會支持多版本加載,並陸續支持模塊間調用、資源隔離等特性。我們也希望更多的童鞋參與進來,讓JarsLink幫助更多開發者提升效率。
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