抖音平台多产物代码隔离技术的实践与探索

作者｜郭玉鹏,在软件架构领域，框架的功能类似于基础设施服务，是为实现某个业界标准而形成的组件规范。简单理解，框架就是制定一套规范或者规则，开发同学在该规范或者规则下工作。本文通过剖析框架实体 ServiceKit/Adapter ，来窥探其底层结构和架构设计。,随着抖音业务的发展，为保障整体工程演进和迭代计划的高效运行，体系化建设已加速提上日程，Codebase（可通称为产物）融合是其中项目之一。该项目主要为开发同学提供底层复用能力、增强研发团队效能，致力于帮助开发同学轻松高效地研发、管理代码。,,Codebase 融合过程中，技术团队在各个业务线方向进行着差异化探索；演进路程上，业务线间耦合越来越强，开发同学迫切需要一套解决方案来做差异化代码隔离。如下图抖音与抖音极速版模块差异所示。,,回顾痛点，在过往的开发中，开发者们一般使用宏隔离（ isLite or isPad ）来区分不同产物之间的差异，但这种方式严重破坏了整个抖音工程的架构体系，以下从几个维度分析。,研发效率：需要支持不同宏变量进行 lint ，有重复 lint ，单个组件很难区分项目控制二进制发版频率，二进制需要频繁更新，宏会导致很多混编二进制，影响编译效率，如果以单个文件作为编译缓存单元，宏隔离也会降低编译缓存命中率。,可扩展性：扩展性差，缺乏动态能力和插件能力，添加新功能和修改原有功能会导致类实现的代码急剧膨胀。,圈复杂度：宏隔离的代码分散，修改和重构成本高。,组件粒度：无法支持项目间差异业务独立成组件，背离高内聚、低耦合原则。,我们的目标愿景是要做一套符合抖音工程架构体系，具备高效、通用、便捷能力的框架规范，让开发同学在标准规则下进行编码工作。,启蒙设计是着手做事之前的抽象意识，如下图，在多个产物的研发环境下，将共同代码能高效的复用，差异性代码优雅的隔离开。,,为了帮助新同学快速入手架构框架，笔者在做此框架 Swift 建设的过程中，基于近段时间经历的几个项目经验，总结出了一套系统性的脑图，下面和大家分享下框架系统化的全景。,,基于上述框架系统化的思路铺开，整个篇章会先介绍一些设计思想，再进行性能等相关的技术细节。由于篇幅有限，我们将精简出我们认为比较重要的技术点进行重点讲解。,,开发同学不用关心各个模块的复杂度、业务的逻辑性、是选择类对象还是实例对象、如何初始化各自单元等，仅需要基于包装好的适配器来做各自的任务调度，类似于万能充电器（ 90 后同学时代的产物 :> ），无需关注电池是华为的，还是 OPPO 的，即插即用。,,,,简单了解微服务后，以服务角度来看，多个 Target 产物根据各业务模块可划分为多个 Adapter 服务，搭配绑定多个适配器协议，这样能达成一对多效果。,我们深入性的介绍下内部设计思路。在使用阶段，一个主类可以向多个适配器类发送消息；在注册过程，一个适配器类可以绑定到多个适配器协议，并且满足两种场景：一是多产物必须实现的接口，可以放在一个公共的协议上，二是单个产物必须实现的接口放在独立的协议上，公共协议 + 独立协议可以进行组合，由同一个有上下文关联的适配器类来实现。,,提到微服务，我们不得不了解下两个概念，服务注册与发现。,服务注册,服务发现,,,,接下来我们进行下流程性实战演练。,代码实战中，订阅类在 App 内存创建一个实例，订阅者的生命周期由所有关联的发布者决定，比如多个控制器汇总埋点逻辑到一个加工者， 或比如一个父控制器对应多个子控制器。,,常规思路下，注册会放到 App 启动阶段，但这样做容易拖缓 App 的启动速度。要想做到在最早的时机注册但又不影响启动速度，需要基于编译器特性：__attribute__((section("name"))) 实现，通过 attribute 指令，编译时期写在 .data 段，然后在运行时期读出来。下图介绍编译注解的简单流程。,,代码示例,利用上述编译注解的能力，搭配协议反射，就能达到在使用的时候，get 协议进而读取到存储在 .data 段中的内存地址来加载，这个能力也称为懒加载。,核心思路如下（伪代码），在注册阶段暴露出代码块模型，可以在块中做类似 AB 的逻辑切面。,为了防止 subscriber 与 publisher 在 block 使用或者主类与适配器的关联情况下导致循环引用，适配器底层运用了 NSProxy 来实现。如以下的 case 无需关心内存不释放问题。,,绑定关联共分为两部分，强关联与弱关联。,Swift 环境下不能在注册阶段友好的使用 attribute 编译指令，去自定义段能力，要想高性能的使用懒注册能力只能另辟蹊径。,,E.g.,接口均用宏来封装。,Swift 环境下不能友好的使用宏封装，此时我们可以通过对 Protocol 进行扩展，以达到封装效果。,服务注册,,,,​服务发现,,服务注册,,,服务发现,,就如很多人都喜欢玩的网游地下城与勇士（ DNF ），辅助工具“连发”（顾名思义，连续发动，可以联想到传统单发步枪与自动步枪的区别）不仅让玩家节省了不少的按键成本，而且在连招上增强了打击节奏感。同样的道理，我们推荐使用 Xcode 自定义模板工具编程，让使用者减少打出代码的时间成本，在开发中更加聚焦处理编码逻辑。,,为让开发同学更加规范使用，我们在代码静态检查阶段进行代码的拦截矫正，同时基于现状列一下几个 Badcase 。,场景例一,场景例二,场景例三,目前为止，多产物适配器框架实体 Adapter 已经在抖音数个平台业务线中批量使用，大部分 OC 业务场景均已覆盖，而且 Swift 场景能力也已建设完毕，框架母体 ServiceKit 已接入 20 + 个 App 。,对于核心框架，我们写出的也许只有一行代码，但是会有几百万行甚至上千万行代码会经过它，一定要慎重思考。