本文是螞蟻金服微貸事業部自主研發的模組化開發框架TITAN的實現原理，該框架後續可能會開源，敬請期待！

需求背景

• 應用拆分的多或少都有問題。多則維護成本高，每次釋出一堆應用。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。
• 多分支開發引發衝突。多分支開發完之後合併會產生衝突。
• 牽一髮動全身。一處核心程式碼的改動，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。中介軟體升級每個應用都有升級成本。

模組化開發的好處

• 可插拔，一個應用由多個模組組成，應用裡的模組可拆和合，模組可快速在多個系統中遷移和部署。
• 模組化開發，模組之間互相隔離，實現故障隔離。
• 一個模組一個分支，不會引發程式碼衝突。
• 在模組中增加或修改功能，只會影響當前模組，不會影響整個應用。
• 動態部署，在執行時把模組部署到應用中，快速修復故障，提高發布效率。
• 多版本部署，可以在執行時同時部署某個模組的新舊版本，進行AB TEST。
• 減少資源消耗，通過部署模組的方式減少應用數量和機器數量。

TITAN的應用場景

模組化開發框架適用於一些易變的系統，需要經常在一個系統中開發需求，比如如下場景

• 資料採集，資料採集的資料來源多，而且每種資料來源都需要對接和開發，且資料質量很差，需要經常調整解析程式碼，通過模組化開發，實現一個數據源使用一個模組進行對接。
• 指標計算，每種訊息一個模組，把訊息轉發到模組中進行訊息處理。
• 後臺管理系統，幾乎每個系統都有後臺開發的需求，新建應用則應用數多，維護成本高，引入模組化開發，一個二級域一個模組來開發後臺功能。
• 業務核對系統，需要不停的在線上增加核對程式碼，每個系統一個核對模組。

要實現模組化開發，需要實現幾個功能，如何實現模組的載入和解除安裝，如何實現模組間的隔離和通訊，和模組的類載入機制。

模組載入

TITAN為每個模組建立一個新的URLClassLoader來載入模組。並且支援突破雙親委派，設定了overridePackages的包將由子類載入進行載入，不優先使用父類載入器已載入的。

模組的解除安裝

解除安裝模組需要滿足三個條件

• 模組裡的例項物件沒有被引用
• 模組裡的Class沒有被引用
• 類載入器沒有被引用

所以需要做到三點解除安裝例項，解除安裝類和解除安裝類載入器，整個模組的解除安裝順序如下：

• 關閉資源：關閉HTTP連線池或執行緒池。
• 關閉IOC容器：呼叫applicationContext.close()方法關閉IOC容器。
• 移除類載入器：去掉模組的引用。
• 解除安裝JVM租戶（開發中）：解除安裝該模組使用的JVM租戶，釋放資源。

模組間隔離

模組化開發需要解決隔離性問題，否則各模組之間會互相影響。模組之間的隔離有三個層次：

• 類隔離：為每個模組建立一個類載入器來實現類隔離。
• 例項隔離：為每個模組建立一個新的IOC容器來載入模組裡面的BEAN。
• 資源隔離：對每個模組只能使用指定的CPU和記憶體。

目前TITAN實現了類隔離和例項隔離，資源隔離準備引入JVM多租戶來解決。

模組間通訊

模組之間的通訊也有三種方式，RPC，本地呼叫，深克隆/反射。

• 本地呼叫：目前TITAN的doAction就是使用的這種通訊方式，這種方式要求通訊的兩個模組都在一個JVM裡，兩個模組的類載入器是父子關係，並且兩個模組的IOC容器也是父子容器。
• RPC呼叫：用於跨JVM的模組之間呼叫，可以在D模組中釋出服務，C模組引用RPC服務。
• 深克隆/反射：深克隆其他模組的入參，反射其他模組的方法實現呼叫，要求兩個模組在一個JVM下。

類載入機制

OSGI類載入機制的關係採用的是網狀結構，每個模組通過 Export-Package 來宣告我要給別人用哪些類，通過 Import-Package來宣告我要用別人的哪些類。而TITAN框架採用的是扁平化管理，每個模組都有一個共同的父類，這個父類載入器就是載入ModuleLoader類的載入器，好處是便於維護，每個模組的類做到充分隔離，缺點是會載入重複的Class，適用於模組較少的場景。

方 騰飛

花名清英，併發網(ifeve.com)創始人，暢銷書《Java併發程式設計的藝術》作者，螞蟻金服技術專家。目前工作於支付寶微貸事業部，關注網際網路金融，併發程式設計和敏捷實踐。微信公眾號aliqinying。