微内核架构

第85篇

极客时间《从0开始学架构》课程笔记。

定义

微内核架构（Microkernel Architecture），也被称为插件化架构（Plug-in Architecture），是一种面向功能进行拆分的可扩展性架构，通常用于实现基于产品的应用。

基本架构

• 微内核架构包含两类组件：核心系统（core system）和插件模块（plug-in modules）。
• 核心系统负责和具体业务功能无关的通用功能，例如模块加载、模块间通信等；插件模块负责实现具体的业务逻辑。
• 核心系统功能比较稳定，不会因为业务功能扩展而不断修改，插件模块可以根据业务功能的需要不断地扩展。
• 微内核的架构本质就是将变化部分封装在插件里面，从而达到快速灵活扩展的目的，而又不影响整体系统的稳定。

微内核基本架构

设计关键点

1. 插件管理

• 插件注册机制：核心系统需要知道哪些插件可用、如何加载、什么时候加载
• 插件注册表：包含每个插件模块的信息，如名字、位置、加载时机等， 可以是配置文件、代码或数据库

2. 插件连接

• 连接规范：明确插件如何连接到核心系统，由核心系统制定，插件按照规范实现
• 常见连接机制：OSGi、消息模式、依赖注入、分布式协议

3. 插件通信

• 插件间通信：多个插件协作时需要进行通信，通信必须通过核心系统提供的插件通信机制实现，就像计算机的主板总线

OSGi架构

• OSGi全称Open Services Gateway initiative，一般都是指 OSGi 的规范
• Eclipse 采用 OSGi 标准后，OSGi 成为了首选的插件化标准
• OSGi 是一个插件化的标准，而不是一个可运行的框架，Eclipse 采用的 OSGi 框架称为 Equinox，类似的实现还有 Apache 的 Felix、Spring 的 Spring DM

OSGi框架的逻辑架构图

• 模块层（Module层）：实现插件管理功能。OSGi 中，插件被称为 Bundle，每个 Bundle 是一个 Java 的 JAR 文件，每个 Bundle 里面都包含一个元数据文件 MANIFEST.MF，这个文件包含了 Bundle 的基本信息
• 生命周期层（Lifecycle 层）：实现插件连接功能，提供了执行时模块管理、模块对底层 OSGi 框架的访问。生命周期层精确地定义了 Bundle 生命周期的操作（安装、更新、启动、停止、卸载），Bundle 必须按照规范实现各个操作
• 服务层（Service 层）：实现插件通信的功能。服务注册功能用于各个插件将自己能提供的服务注册到 OSGi 核心的服务注册中心，服务注册指实现插件间通信的机制

规则引擎架构

• 规则引擎从结构上来看也属于微内核架构的一种具体实现
• 执行引擎可以看作是微内核，执行引擎解析配置好的业务流，执行其中的条件和规则
• 规则引擎能够很灵活的应对各种促销规则、计费规则的实现以及组合需求
• 规则引擎的特点：可扩展、易理解、高效率

规则引擎基本架构

• 开发人员将业务功能分解提炼为多个规则，将规则保存在规则库中。
• 业务人员根据业务需要，通过将规则排列组合，配置成业务流程，保存在业务库中。
• 规则引擎执行业务流程实现业务功能。
• 插件管理：规则引擎中的规则就是微内核架构的插件，引擎就是微内核架构的内核
• 插件连接：规则引擎的插件连接实现机制其实就是规则语言
• 插件通信：规则引擎的规则之间进行通信的方式就是数据流和事件流，规则只需要输出数据或者事件，由引擎将数据或者事件传递到下一个规则
• 目前最常用的规则引擎是开源的 JBoss Drools，采用 Java 语言编写，基于 Rete 算法