SOFAArk 概述

在大型软件开发过程中，通常会推荐底层功能插件化、业务功能模块化的开发模式，以期达到低耦合、高内聚、功能复用的优点。基于此，SOFAArk 提供了一套较为规范化的插件化、模块化的开发方案，主要功能包括：

• 定义类加载模型

  运行时底层插件、业务应用（模块）之间均相互隔离，单一插件和应用（模块）由不同的 ClassLoader 加载，可以有效避免相互之间的包冲突，提升插件和模块功能复用能力。

• 定义插件开发规范

  提供 Maven 打包工具，简单快速地将多个二方包打包成插件（Ark Plugin，以下简称 Plugin）。

• 定义模块开发规范

  提供 Maven 打包工具，简单快速地将应用打包成模块（Ark Biz，以下简称 Biz）。

• 提供标准的编程界面

  针对 Plugin、Biz 提供标准的编程界面，包括服务、事件、扩展点等机制。

• 支持多 Biz 的合并部署

  开发阶段将多个 Biz 打包成可执行 Fat JAR，或者运行时使用 API 或配置中心（Zookeeper）动态地安装卸载 Biz。

基于以上能力，SOFAArk 可以帮助解决依赖包冲突、多应用（模块）合并部署等场景问题。

使用场景

包冲突

日常使用 Java 开发，经常会遇到包依赖冲突的问题，尤其是当应用变得臃肿庞大，包冲突的问题也会变得更加棘手，导致各种各样的报错，例如 LinkageError、NoSuchMethodError 等。

实际开发中，可以采用多种方法解决包冲突问题。比较常见的是类似 Spring Boot 的做法，统一管理应用所有依赖包的版本，保证这些三方包不存在依赖冲突。这种做法只能有效避免包冲突问题，不能从根本上解决包冲突的问题。如果某个应用的确需要在运行时使用两个相互冲突的包，例如 protobuf2 和 protobuf3，那么类似 Spring Boot 的做法依然解决不了问题。

为了彻底解决包冲突的问题，需要借助类隔离机制，使用不同的 ClassLoader 加载不同版本的三方依赖，进而隔离包冲突问题。OSGI作为业内最出名的类隔离框架，自然可以被用于解决上述包冲突问题。但OSGI框架太过臃肿，且功能繁杂。若仅仅为了解决包冲突问题而引入OSGI框架，有牛刀杀鸡之嫌，且反而使工程变得更加复杂，不利于开发。

SOFAArk 采用轻量级的类隔离方案来解决日常经常遇到的包冲突问题，在蚂蚁集团内部服务于整个 SOFABoot 技术体系，弥补 Spring Boot 没有的类隔离能力。SOFAArk 提出了一种特殊的包结构（Ark Plugin），在遇到包冲突时，用户可以使用 Maven 插件将若干冲突包打包成 Plugin，运行时由独立的 PluginClassLoader 加载，从而解决包冲突。

假设如下场景，如果工程需要引入 A 和 B 两个三方包，但是 A 需要依赖版本号为 0.1 的 C 包，而恰好 B 需要依赖版本号为 0.2 的 C 包，且 C 包的这两个版本无法兼容：

此时可使用 SOFAArk 解决该依赖冲突问题，只需要把 A 和版本为 0.1 的 C 包一起打包成一个 Ark 插件，然后让应用工程引入该插件依赖即可。

合并部署

复杂项目通常需要跨团队协作开发，各自负责不同的组件。而协调跨团队合作开发会遇到很多问题，比如各自技术栈不统一导致的依赖冲突；往同一个 Git 仓库提交代码常常导致 merge 冲突等。因此，如果能让每个团队将负责的功能组件当成一个个单独的应用开发，运行时合并部署，通过统一的编程界面交互，将极大得提升开发效率及应用可扩展性。SOFAArk 提出了一种特殊的包结构 - Ark Biz，用户可以使用 Maven 插件将应用打包成 Biz，允许多 Biz 在 SOFAArk 容器之上合并部署，并通过统一的编程界面交互。

静态合并部署

SOFAArk 提供了静态合并部署能力。在开发阶段，应用可以将其他应用打成的 Biz 包通过 Maven 依赖的方式引入，当自身被打成可执行 Fat JAR 时，可以将其他应用 Biz 包一并打入。启动时，则会根据优先级依次启动各应用。每个 Biz 使用独立的 BizClassLoader 加载，不需要考虑相互依赖冲突问题，Biz 之间则通过SofaService/SofaReferneceJVM 服务进行交互。

动态合并部署

动态合并部署区别于静态合并部署最大的一点是，运行时通过 API 或者配置中心（Zookeeper）来控制 Biz 的部署和卸载。动态合并部署的设计理念图如下：

无论是静态还是动态合并部署都会有宿主应用（master biz）的概念，如果 Ark 包只打包了一个 Biz，则该 Biz 默认成为宿主应用。如果 Ark 包打包了多个 Biz 包，需要配置指定宿主应用。宿主应用不允许被卸载，通常情况下，宿主应用会作为流量入口的中台系统，具体的服务实现会放在不同的动态 Biz 中，供宿主应用调用。宿主应用可以使用 SOFAArk 提供的客户端 API 实现动态应用的部署和卸载。

除了 API，SOFAArk 还提供了 Config Plugin，用于对接配置中心（目前支持 Zookeeper），运行时接受动态配置。Config Plugin 会解析下发的配置，控制动态应用的部署和卸载。

功能原理

SOFAArk 包是满足特定目录格式要求的可运行 Fat JAR，使用官方提供的 Maven 插件 sofa-ark-maven-plugin 可以将单个或多个应用打包成标准格式的 Ark 包。使用 java -jar 命令即可在 SOFAArk 容器之上启动所有应用。Ark 包通常包含 Ark Container、Ark Plugin 和 Ark Biz，运行时的逻辑结构如下：

三个概念简单解释如下：

• Ark Container

  SOFAArk 容器，负责 Ark 包启动运行时的管理。Ark Plugin 和 Ark Biz 运行在 SOFAArk 容器之上，容器具备管理插件和应用的功能。容器启动成功后，会自动解析 classpath 包含的 Ark Plugin 和 Ark Biz 依赖，完成隔离加载并按优先级依次启动。

• Ark Plugin

  Ark 插件，满足特定目录格式要求的 Fat JAR，使用官方提供的 Maven 插件 sofa-ark-plugin-maven-plugin 可以将一个或多个普通的 Java jar 打包成一个标准格式的 Ark Plugin。Ark Plugin 会包含一份配置文件，通常包括插件类导入导出配置、资源导入导出配置、插件启动优先级等。运行时，SOFAArk 容器会使用独立的 PluginClassLoader加载插件，并根据插件配置构建类加载索引表、资源加载索引表，使插件和插件之间、插件和应用之间相互隔离。

• Ark Biz

  Ark 应用模块，满足特定目录格式要求的 Fat JAR，使用官方提供的 Maven 插件 sofa-ark-maven-plugin 可以将工程应用打包成一个标准格式的 Ark Biz。Ark Biz 是工程应用以及其依赖包的组织单元，包含应用启动所需的所有依赖和配置。一个 Ark 包中可以包含多个 Ark Biz 包，按优先级依次启动，Biz 之间通过 JVM 服务交互。

运行 Ark 包的流程如下：

1. Ark Container 优先启动，容器自动解析 Ark 包中含有的 Ark Plugin 和 Ark Biz，并读取他们的配置信息，构建类和资源的加载索引表。

2. 使用独立的 ClassLoader 加载并按优先级配置依次启动。