插件化架构设计
插件化架构另一种叫法是微内核架构，是一种面向功能进行拆分的可扩展性架构,通常用于存在多个版本、需要下载安装或激活才能使用的客户端应用；包含两类组件：核心系统（core system）和插件模块（plug-in modules）
- 核心系统 Core System 功能比较稳定，不会因为业务功能扩展而不断修改,通常负责和具体业务功能无关的通用功能，例如模块加载等
- 插件模块负责实现具体的业务逻辑，可以根据业务功能的需要不断地扩展，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
如下图所示:
Skywalking的插件化实现
Skywalking中每个组件的埋点实现就是一个插件，针对有差异的版本也可能一个组件有多个实现，分别应对不同的版本。
组件加载管理的核心流程
Skywalking是对这些组件埋点插件的加载管理的大致流程如下：
- 初始化配置，并明确插件所在的路径。
- 在给定的路径下查找并解析 skywalking-plugin.def 插件文件。
- 通过独立的类加载器
AgentClassLoader加载插件类。 - 通过
PluginFinder对插件进行管理分类。 - 使用 Byte Buddy 字节码增强库创建 AgentBuilder，其会根据已加载的插件动态增强目标类，插入埋点逻辑。
- 使用 JDK的SPI 加载并启动
BootService服务。BootService就理解为通常我们编写的Service服务，就是功能的内聚封装。 - 添加一个 JVM 钩子，在 JVM 退出时关闭所有 BootService 服务。
下边通过关键技术点的拆解，进一步理解上述的流程。
1. 初始化配置
这里有3层配置，其过程以及覆盖原理如下：
- 解析/agent/config/agent.config，获取配置，填充到Config中
- 遍历环境变量（即 System.getProperties() 集合），查找"skywalking." 开头的配置 更新Config中的值
- 解析 Java Agent 的参数，更新Config中的值
2. 自定义ClassLoader
SkyWalking 的Agent 加载插件时使用到一个自定义的ClassLoader ：AgentClassLoader，有了这个AgentClassLoader,就不会在应用的 Classpath 中引入 SkyWalking 的插件 jar 包，来达到对插件的管理让应用无依赖、无感知的目的。
AgentClassLoader扫描并加载指定Agent目录下的plugins和 activations 目录中的插件jar包。
3. 解析插件定义
当自定义类加载器扫描到插件jar，除了要加载类之外，还有最重要的一个目的，要明确的知道这个插件jar要增强组件中的哪些类以及如何增强，而承载这些信息的类被skywalking约定在每个插件jar包的resource目录下skywalking-plugin.def 文件中，其中其中每一行都是一个插件类的定义，如tomcat-7.x-8.x-plugin 插件中 skywalking-plugin.def 文件的内容如下：
tomcat-7.x/8.x=org.apache.skywalking.apm.plugin.tomcat78x.define
.TomcatInstrumentation
tomcat-7.x/8.x=org.apache.skywalking.apm.plugin.tomcat78x.define
.ApplicationDispatcherInstrumentation
插件类中指定了待增强的类、方法，以及增强的逻辑,体现在AbstractClassEnhancePluginDefine类以及其内部的几个方法上：
- enhanceClass() 方法：返回的 ClassMatch，用于匹配当前插件要增强的目标类。
- define() ：插件类增强逻辑的入口，采用了模板方法的设计模式，实现中会调用下面的 enhance() 方法和 witnessClass() 方法。
- enhance() ：真正执行增强逻辑的地方。
- witnessClass() ：一个开源组件可能有多个版本，通过该方法识别组件的不同版本，防止对不兼容的版本进行增强。
- getConstructorsInterceptPoints() :构造方法的切入点，并指定增强的逻辑实现
- getInstanceMethodsInterceptPoints()：实例方法切入点，并指定增强的逻辑实现
- getStaticMethodsInterceptPoints()：静态方法切入点，并指定增强的逻辑实现
4. PluginFinder
JavaAgent 启动时挂在的运行机制是当一个类被首次加载的时候，会给我们机会进行字节码增强处理，即回调transform方法，在这个方法中传入被加载，待增强类，sw需找到跟这个类匹配的所有的插件类，这个工作就由PluginFinder来完成。简单来说就是根据传入的新加载的类，查找与其匹配的执行增强处理的 AbstractClassEnhancePluginDefine 集合。
5. AgentBuilder
AgentBuilder 是 Byte Buddy 库专门用来支持 Java Agent 的一个 API，其作用是方便使用者配置增强哪些类，忽略哪些package，对于要增强的类，回传给指定的transform方法执行增强，在这个transform方法中会调用PluginFinder的查找增强类的功能，找到增强类，然后通过其define方法对目标类执行增强。
6. BootService
Skywalking的Agent端，也需要跟OAPServer之间进行各种交互以提供丰富完善的功能，比如trace数据的上传，Metric数据上传，配置的拉取等等。skywalking中约定，这些功能逻辑要内聚后，封装到不同的BootService中,比如：
- ConfigurationDiscoveryService //检测配置更新
- KafkaJVMMetricsSender//向Kafka发送Metric
- KafkaTraceSegmentServiceClient//通过Kafka发送Trace
- TraceSegmentServiceClient//通过gRPC发送Trace
BootService是在Skywalking中由ServiceManager通过SPI的方式进行管理，在META-INF.services中可以看到BootService全限定名的文件，文件中列出了当前Jar包中的所有的暴露出去提供服务的BootService的实现类。
org.apache.skywalking.apm.agent.core.remote.TraceSegmentServiceClient
org.apache.skywalking.apm.agent.core.context.ContextManager
org.apache.skywalking.apm.agent.core.sampling.SamplingService
org.apache.skywalking.apm.agent.core.remote.GRPCChannelManager
org.apache.skywalking.apm.agent.core.jvm.JVMMetricsSender
org.apache.skywalking.apm.agent.core.jvm.JVMService
org.apache.skywalking.apm.agent.core.remote.ServiceManagementClient
org.apache.skywalking.apm.agent.core.context.ContextManagerExtendService
org.apache.skywalking.apm.agent.core.commands.CommandService
org.apache.skywalking.apm.agent.core.commands.CommandExecutorService
org.apache.skywalking.apm.agent.core.profile.ProfileTaskChannelService
org.apache.skywalking.apm.agent.core.profile.ProfileSnapshotSender
org.apache.skywalking.apm.agent.core.profile.ProfileTaskExecutionService
org.apache.skywalking.apm.agent.core.meter.MeterService
org.apache.skywalking.apm.agent.core.meter.MeterSender
org.apache.skywalking.apm.agent.core.context.status.StatusCheckService
org.apache.skywalking.apm.agent.core.remote.LogReportServiceClient
org.apache.skywalking.apm.agent.core.conf.dynamic.ConfigurationDiscoveryService
org.apache.skywalking.apm.agent.core.remote.EventReportServiceClient
org.apache.skywalking.apm.agent.core.ServiceInstanceGenerator
Skywalking中可以定义默认的服务并且可以定义新的服务来覆盖默认的服务，通过= BootService 上的 @DefaultImplementor 和 @OverrideImplementor 注解来实现：
- @DefaultImplementor 注解用于标识 BootService 接口的默认实现。
- @OverrideImplementor 注解用于覆盖默认 BootService 实现，通过其 value 字段指定要覆盖的默认实现，比如KafkaJVMMetricsSender覆盖JVMMetricsSender
@OverrideImplementor(JVMMetricsSender.class)
public class KafkaJVMMetricsSender extends JVMMetricsSender
ServiceManager 将统一初始化 BootServices 集合中的 BootService 实现，同样是在 ServiceManager#boot 方法中，会逐个调用 BootService实现的 prepare()、startup()、onComplete()方法
在 JVM 退出时，通过钩子关闭所有 BootService 服务，通过调用ServiceManager的shutdown方法，遍历其熟悉bootServices集合，并调用他们shutdown方法来关闭所有的BootService`。
