Кратко — набор паттернов и архитектура, потом конкретные меры против рисков.
Рекомендуемые паттерны
$1$ Strategy — определять поведение обработки через интерфейс (контракт) и подставлять разные реализации плагинов.
$2$ Plugin (Module) — явная модель плагина с метаданными, версиями и точками расширения.
$3$ Factory / Abstract Factory — фабрика отвечает за создание экземпляров плагинов в нужном окружении (песочница vs. in-process).
$4$ Dependency Injection — ввод зависимостей (логгер, кэш, config, client-обёртки) через контейнер, чтобы тестировать и подменять ресурсы.
$5$ Adapter — обёртки для несоответствующих версий или внешних API.
$6$ Proxy / Facade — контроль доступа к чувствительным ресурсам через прокси-объекты (политики, аудит).
$7$ Observer / Event Bus — для асинхронной коммуникации между ядром и плагином (снижение связанности).
$8$ Circuit Breaker, Bulkhead — устойчивость и ограничение деградации при ошибках/нагрузке.
Пример архитектуры (компоненты и поток)
- Host Core: минимальная логика оркестрации и API ядра.
- Plugin API: строго типизированный контракт, например интерфейс $IProcessor$ с методами init(ctx), process(input) -> output, shutdown(). Версионирование интерфейса.
- Plugin Descriptor: метаданные (id, version, signature, required-capabilities, resource-limits).
- Plugin Manager: обнаружение, валидация подписи, сопоставление версии, управление lifecycle (load, start, stop, unload).
- Factory / Loader: создает экземпляр плагина либо в процессе, либо в изолированном рантайме (сборка контейнера/процесса/WASM-песочницы).
- Sandbox Runner: изоляция плагина (отдельный процесс, контейнер, WASM VM). Применяются политики безопасности (seccomp, cgroups, namespace) и capability API.
- DI Container: инжектирует безопасные адаптеры ресурсов (ограниченный файловый доступ, сетевые прокси, ограниченные БД-клиенты).
- Resource Controller & Monitor: отслеживание CPU/memory/io, enforce cgroup limits, таймауты, GC hooks.
- Resilience Layer: circuit breaker, rate limiter, bulkheads, очереди с backpressure.
- Observability: metrics, traces, logs, health-checks, audit.
- Policy Engine / Gatekeeper: проверяет разрешения плагина на операции (например, доступ к секретам).
Жизненный цикл (упрощённо)
$1$ Discover + verify signature + check policy.
$2$ Create via Factory с DI (вставить только разрешённые зависимости).
$3$ Run в Sandbox Runner (процесс/WASM) с ресурсными квотами и таймаутами.
$4$ Monitor: если превышение — circuit breaker / kill / restart / report.
$5$ Graceful shutdown + cleanup (освобождение ресурсов, эвакуировать очереди).
Как обходить распространённые риски
Сильная связанность
- Ограничьте API: expose маленький, стабильный интерфейс (API-first).
- Используйте DI и event bus вместо прямых вызовов в ядро.
- Версионирование интерфейсов и адаптеры для обратной совместимости.
- Контрактные/поведенческие тесты (consumer-driven contract) для гарантии совместимости.
Утечки ресурсов
- Запускать плагины в изолированных пространствах (процессы/контейнеры/WASM) с quota (CPU, RAM, FD).
- Принудительные таймауты и брутальная остановка по превышению лимитов.
- Жёсткий lifecycle: init → run → shutdown → verify cleanup; hooks для освобождения.
- Использовать watcher/supervisor, который при утечке рестартует или отключает плагин и собирает дампы.
- Пул ресурсов (коннекшенов) с лимитами и таймаутами; избегать глобальных singletons.
Деградация производительности
- Асинхронная обработка и очереди с backpressure; не блокировать основной поток.
- Bulkhead: разделение ресурсов (пулы) на критические/некритические задачи.
- Rate limiting + circuit breakers: отключать или деградировать функции при перегрузке.
- Таймауты на обработку и fast-fail при превышении.
- Метрики + авто-скейлинг/три-эдж механизмы и SLA-aware routing.
Безопасность плагинов
- Минимальные привилегии (capability-based API).
- Подпись и проверка целостности, allowlist источников.
- Статический анализ, SCA (dependency scanning) и sandboxing.
- Runtime политики: syscall filtering, read-only FS, network egress control.
- Ограничение рефлексии/динамической загрузки, контроль загрузки нативных библиотек.
- Аудит и логирование запросов из плагинов.
Тестирование и валидация
- Unit-тесты с моками (DI делает простым).
- Contract tests между ядром и плагином (проверка интерфейса и ошибок).
- Integration tests в полном sandbox окружении.
- Fuzzing и нагрузочное тестирование на границах ресурсов.
- Chaos/Failure injection (имитировать OOM, таймауты, сетевые сбои).
Короткие практические рекомендации
$1$ Разделяйте исполнение: запускать недоверенные плагины только в изоляции (WASM/процесс/контейнер).
$2$ Всегда инжектируйте зависимости через интерфейсы, не давайте плагину доступ к внутреннему состоянию.
$3$ Ограничивайте ресурсы и время выполнения, включите автоматический kill + оповещение.
$4$ Вводите подписи, политики и аудит для каждого плагина.
$5$ Простые, стабильные контракты + адаптеры при изменениях версии.
Если нужно, могу привести компактный пример интерфейса и схемы загрузчика (псевдокод) под вашу платформу.