JarsLink (原名Titan) 是一个基于JAVA的模块化开发框架，它提供在运行时动态加载模块（一个JAR包）、卸载模块和模块间调用的API。也是阿里巴巴的开源项目之一 ，目前在微贷事业群广泛使用。

需求背景

应用拆分的多或少都有问题。多则维护成本高，每次发布一堆应用。少则拆分成本高，无用功能很难下线。

故障不隔离。当一个系统由多人同时参与开发时，修改A功能，可能会影响B功能，引发故障。多分支开发引发冲突。多分支开发完之后合并会产生冲突。牵一发动全身。一处核心代码的改动，或一个基础Jar的升级需要回归整个系统。升级和迁移成本高。中间件升级每个应用都有升级成本。

模块化开发的好处

• 可插拔，一个应用由多个模块组成，应用里的模块可拆和合，模块可快速在多个系统中迁移和部署。
• 模块化开发，模块之间互相隔离，实现故障隔离。
• 一个模块一个分支，不会引发代码冲突。
• 在模块中增加或修改功能，只会影响当前模块，不会影响整个应用。
• 动态部署，在运行时把模块部署到应用中，快速修复故障，提高发布效率。
• 多版本部署，可以在运行时同时部署某个模块的新旧版本，进行AB TEST。
• 减少资源消耗，通过部署模块的方式减少应用数量和机器数量。

JarsLink的应用场景

• 微服务集成测试, 目前一个微服务是一个FAT
  JAR,如果有几十个微服务,则需要启动很多进程,DEBUG端口会很多,使用JarsLink框架合并FAT
  JAR,再路由请求到其他JAR,就可以只启动一个进程进行DEBUG测试。
• 数据管理中心，数据采集的数据源多，而且每种数据源都需要对接和开发，通过模块化开发，实现一个数据源使用一个模块进行对接。
• 指标计算系统，每个TOPIC一个模块，把消息转发到模块中进行消息处理。
• 后台管理系统，几乎每个系统都有后台开发的需求，新建应用则应用数多，维护成本高，引入模块化开发，一个二级域一个模块来开发后台功能。

目前蚂蚁金服微贷事业部几个系统和几十个模块已经使用JarsLink框架。

JarsLink的特性

隔离性

类隔离：框架为每个模块的Class使用单独的ClassLoader来加载，每个模块可以依赖同一种框架的不同的版本。实例隔离：框架为每个模块创建了一个独立的Spring上下文，来加载模块中的BEAN，实例化失败不会影响其他模块。资源隔离：后续会支持模块之间的资源隔离，每个模块使用独立的CPU和内存资源。动态性动态发布：模块能在运行时动态加载到系统中，实现不需要重启和发布系统新增功能。支持突破双亲委派机制，在运行时加载父加载器已经加载过的类，实现模块升级依赖包不需要系统发布。动态卸载：模块能在运行时被动态卸载干净，实现快速下线不需要功能。

易用性

提供了通用灵活的API让系统和模块进行交互。

实现原理

• 模块加载

TITAN为每个模块创建一个新的URLClassLoader来加载模块。并且支持突破双亲委派，设置了overridePackages的包将由子类加载进行加载，不优先使用父类加载器已加载的。

• 模块的卸载

卸载模块需要满足三个条件

• 模块里的实例对象没有被引用
• 模块里的Class没有被引用
• 类加载器没有被引用

所以需要做到三点卸载实例，卸载类和卸载类加载器，整个模块的卸载顺序如下：

• 关闭资源：关闭HTTP连接池或线程池。
• 关闭IOC容器：调用applicationContext.close()方法关闭IOC容器。
• 移除类加载器：去掉模块的引用。
• 卸载JVM租户（开发中）：卸载该模块使用的JVM租户，释放资源。

模块间隔离

模块化开发需要解决隔离性问题，否则各模块之间会互相影响。模块之间的隔离有三个层次：

• 类隔离：为每个模块创建一个类加载器来实现类隔离。
• 实例隔离：为每个模块创建一个新的IOC容器来加载模块里面的BEAN。
• 资源隔离：对每个模块只能使用指定的CPU和内存。

目前JarsLink实现了类隔离和实例隔离，资源隔离准备引入ALIJVM多租户来解决。

模块间通讯

模块之间的通讯也有三种方式，RPC，本地调用，深克隆/反射。

• 本地调用：目前TITAN的doAction就是使用的这种通讯方式，这种方式要求模块的类加载器是父子关系，且IOC容器也是父子容器。
• RPC调用：用于跨JVM的模块之间调用，利用SOFA 4动态API在模块中发布和引用TR服务来实现。

深克隆/反射：深克隆其他模块的入参，反射其他模块的方法实现调用。

类加载机制

OSGI类加载机制的关系采用的是网状结构，每个模块通过 Export-Package 来声明我要给别人用哪些类，通过 Import-Package来声明我要用别人的哪些类。而TITAN框架采用的是扁平化管理，每个模块都有一个共同的父类，这个父类加载器就是加载ModuleLoader类的加载器，好处是便于维护，每个模块的类做到充分隔离，缺点是会加载重复的Class，适用于模块较少的场景。

JarsLink框架类图

JarsLink框架的类图如下：

• AbstractModuleRefreshScheduler：入口类，负责定期扫描本地和内存中的模块是否发生变更，如果变更，则更新模块。
• ModuleLoader：模块加载引擎，负责模块加载。
• ModuleManager：模块管理者，负责在运行时注册，卸载，查找模块和执行Action。
• Module：模块，一个模块有多个Action。
• Action：模块里的执行者。

如何使用

1：引入POM

JarsLink Maven Repo

      
     
      com.alipay.jarslink
       
     
      jarslink-api
       
     
      1.5.0.20180213
     
    

JarsLink依赖的POM也需要引入

        
     
      1.7.7
         
     
      2.6
         
     
      3.2.1
     
    
        
             
      
       org.springframework
              
      
       spring-aop
              
      
       ${org.springframework.version}
          
         
             
      
       org.springframework
              
      
       spring-web
              
      
       ${org.springframework.version}
              
      
       true
          
         
             
      
       commons-logging
              
      
       commons-logging
              
      
       1.1.3
          
         
             
      
       org.apache.commons
              
      
       commons-lang3
              
      
       3.3.2
          
         
             
      
       commons-lang
              
      
       commons-lang
              
      
       ${apache.commons.lang.version}
          
         
             
      
       org.slf4j
              
      
       slf4j-api
              
      
       ${slf4j.version}
          
         
             
      
       commons-collections
              
      
       commons-collections
              
      
       ${apache.commons.collections.version}
          
         
             
      
       com.google.guava
              
      
       guava
              
      
       17.0
          
         
             
      
       junit
              
      
       junit
              
      
       4.12
          
     
    

2：引入jarslink BEAN

在系统中引入以下两个BEAN。

3：集成JarsLink API

使用JarsLink API非常简单，只需要继承AbstractModuleRefreshScheduler，并提供模块的配置信息，代码如下：

public class ModuleRefreshSchedulerImpl extends AbstractModuleRefreshScheduler {            @Override        public List
    
      queryModuleConfigs() {            return ImmutableList.of(ModuleManagerTest.buildModuleConfig());        }                  public static ModuleConfig buildModuleConfig() {            URL demoModule = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResource("META-INF/spring/demo-1.0.0.jar");            ModuleConfig moduleConfig = new ModuleConfig();            moduleConfig.setName("demo");            moduleConfig.setEnabled(true);            moduleConfig.setVersion("1.0.0.20170621");            moduleConfig.setProperties(ImmutableMap.of("svnPath", new Object()));            moduleConfig.setModuleUrl(ImmutableList.of(demoModule));            return moduleConfig;        }    这个调度器在bean初始化的时候会启动一个调度任务，每分钟刷新一次模块，如果模块的版本号发生变更则会更新模块。实现这个方法时，必须把模块（jar包）下载到机器本地，模块的配置信息说明如下：
    

name：全局唯一，建议使用英文，忽略大小写。

enabled：当前模块是否可用，默认可用，卸载模块时可以设置成false。version：模块的版本，如果版本号和之前加载的不一致，框架则会重新加载模块。Properties：spring属性配置文件。moduleUrl：模块的本地存放地址。overridePackages：需要突破双亲委派的包名,一般不推荐使用，范围越小越好，如com.alipay.XX。把ModuleRefreshSchedulerImpl类注册成Spring的bean。

JarsLink API 暂时不提供模块可视化管理能力，所以需要使用其他系统来管理和发布模块。目前可以通过com.alipay. jarslink.api.ModuleManager#getModules获取运行时所有模块的信息。

你也可以使用API来加载并注册模块，详细使用方式可以参考ModuleManagerTest，代码如下。

//1:加载模块    Module module = moduleLoader.load(buildModuleConfig());    //2:注册模块    ModuleManager moduleManager = new ModuleManagerImpl();    moduleManager.register(module);

3：开发模块

在模块中只需要实现并开发Action，代码如下：

public class HelloWorldAction implements Action<ModuleConfig, ModuleConfig> {

@Overridepublic ModuleConfig execute(ModuleConfig actionRequest) {    ModuleConfig moduleConfig = new ModuleConfig();    moduleConfig.setName(actionRequest.getName());    moduleConfig.setEnabled(actionRequest.getEnabled());    moduleConfig.setVersion(actionRequest.getVersion());    moduleConfig.setModuleUrl(actionRequest.getModuleUrl());    moduleConfig.setProperties(actionRequest.getProperties());    moduleConfig.setOverridePackages(actionRequest.getOverridePackages());    return moduleConfig;}@Overridepublic String getActionName() {    return "helloworld";}

}

5：调用接口开发者需要利用JarsLink API把请求转发给模块，先根据模块名查找模块，再根据aciton name查找Action，最后执行Action。

//查找模块

Module findModule = moduleManager.find(module.getName());Assert.assertNotNull(findModule);

//查找和执行Action

String actionName = "helloworld";ModuleConfig moduleConfig = new ModuleConfig();moduleConfig.setName("h");moduleConfig.setEnabled(true);ModuleConfig result = findModule.doAction(actionName, moduleConfig);

其他特性

Spring配置

通过moduleConfig的Properties属性可以设置Spring bean变量的配置信息。

1：定义变量

2：配置变量信息

Map
    
      properties = new HashMap
     
      ();    properties.put("url", "127.0.0.1");    moduleConfig.setProperties(properties);
     
    

3：排除spring配置文件

Map
    
      properties = new HashMap
     
      ();    properties.put("exclusion_confige_name", "text.xml");    moduleConfig.setProperties(properties);
     
    

排除多个文件用逗号分隔。

最佳实践

HTTP请求转发

可以把HTTP请求转发给模块处理。

private ModuleManager moduleManager；@RequestMapping(value = "module/{moduleName}/{actionName}/process.json", method = { RequestMethod.GET,RequestMethod.POST })public Object process(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {    Map
    
      pathVariables = resolvePathVariables(request);    String moduleName = pathVariables.get("moduleName").toUpperCase()    String actionName = pathVariables.get("actionName").toUpperCase()    String actionRequest = XXX;    return moduleManager.doAction(moduleName,            actionName, actionRequest);}private Map
     
       resolvePathVariables(HttpServletRequest request) {        return (Map
      
       ) request            .getAttribute(HandlerMapping.URI_TEMPLATE_VARIABLES_ATTRIBUTE);    }
      
     
    

消息请求转发

可以把消息转发给模块进行处理。遵循默认大于配置的方式，你可以把TOPIC当做模块名，EventCode当做ActionName来转发请求。

接口说明

JarsLink框架最重要的两个接口是ModuleManager和ModuleLoader。

ModuleManager接口

ModuleManager负责注册，卸载，查找模块和执行Action。

import java.util.List;import java.util.Map;/** * 模块管理者, 提供注册,移除和查找模块能力 * * @author tengfei.fangtf * @version $Id: ModuleManager.java, v 0.1 2017年05月30日 2:55 PM tengfei.fangtf Exp $ */public interface ModuleManager {    /**     * 根据模块名查找Module     * @param name     * @return     */    Module find(String name);    /**     * 获取所有已加载的Module     *     * @return     */    List
    
      getModules();    /**     * 注册一个Module     *     * @param module 模块     * @return 新模块     */    Module register(Module module);    /**     * 移除一个Module     *     * @param name 模块名     * @return 被移除的模块     */    Module remove(String name);    /**     * 获取发布失败的模块异常信息     *     * @return     */    Map
     
       getErrorModuleContext();}
     
    

ModuleLoader接口

ModuleLoader只负责加载模块。

public interface ModuleLoader {    /**     * 根据配置加载一个模块，创建一个新的ClassLoadr加载jar里的class     *     * @param moduleConfig 模块配置信息     *     * @return 加载成功的模块     */    Module load(ModuleConfig moduleConfig);}