产品描述

SOFAArk 是一款基于 Java 实现的轻量级类隔离加载容器，主要是为应用程序提供类隔离和依赖包隔离的能力，由蚂蚁金服公司开源贡献；基于 Fat Jar 技术，简单的单模块 Java 应用或者 Spring Boot 应用均可被打包成一个自包含可运行的 Fat Jar，称之为 Ark 包；Ark 包内嵌 SOFAArk 类隔离容器，通过 java -jar 命令启动 Ark 包，SOFAArk 容器将优先启动，进而由容器负责启动各 Ark 插件和应用。

背景

日常使用 Java 开发，常常会遇到包依赖冲突的问题，尤其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，可以采用多种方法来解决包冲突问题，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，自然是可以被用于解决上述包冲突问题，但是 OSGI 框架太过臃肿，功能繁杂；为了解决包冲突问题，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 专注于解决类隔离问题，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，在蚂蚁金服内部服务于整个 SOFABoot 技术体系，弥补 Spring Boot 没有的类隔离能力。实际上，SOFAArk 是一个通用的轻量级类隔离框架，并不限于 Spring Boot 应用，也可以和其他的 Java 开发框架集成；

原理

SOFAArk 包含三个概念，Ark Container, Ark Plugin 和 Ark Biz; 运行时逻辑结构图如下:

在介绍这三个概念之前，先介绍上述 Ark 包概念；Ark 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 可以将工程应用打包成标准格式的 Ark 包；使用 java -jar 命令即可在 SOFAArk 容器之上启动应用；Ark 包通常包含 Ark Container、Ark Plugin 和 Ark Biz；以下我们针对这三个概念简单做下名词解释：

• 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之；

• 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；

运行 Ark 包，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；然后使用独立的 ClassLoader 加载并按优先级配置依次启动；需要指出的是，Ark Plugin 优先 Ark Biz 被加载启动；Ark Plugin 之间是双向类索引关系，即可以相互委托对方加载所需的类和资源；Ark Plugin 和 Ark Biz 是单向类索引关系，即只允许 Ark Biz 索引 Ark Plugin 加载的类和资源，反之则不允许。

场景

SOFAArk 初衷是为了解决包冲突问题，那什么情况下可以使用 SOFAArk 以及如何使用呢？ 假设如下场景，如果工程需要引入两个三方包：A 和 B，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，即可使用 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；