Краткий дизайн модульной системы плагинов с поддержкой горячей загрузки/выгрузки, версионирования API и безопасной изоляции.
Архитектура — компоненты
- Хост-приложение (Core): предоставляет базовые сервисы, реестр плагинов, менеджер загрузки и политику безопасности.
- Plugin Manager: управление жизненным циклом, проверка зависимостей, верификация подписи, разрешения (capabilities).
- Sandbox/Runtime: одна или несколько стратегий изоляции (OS-процессы, контейнеры, WebAssembly, language isolates).
- IPC / Message Bus: ограниченный канал связи между хостом и плагинами (RPC, события, очереди).
- Policy Engine: правила доступа (ACL), лимиты ресурсов, аудит.
- Store/Registry: хранение метаданных плагинов, артефактов, версий и миграций.
Манифест плагина (обязательные поля)
- id, name, description
- version: $v_{major}.v_{minor}.v_{patch}$ - apiCompatibility: пример диапазона зависимостей $>=\mathrm{1.2.0}\text{and}<\mathrm{2.0.0}$ - entryPoint, sandboxType, capabilities[]
- signature, checksum
Жизненный цикл плагина
- Состояния: $Unloaded\to Loaded\to Initialized\to Active\to Suspended\to Unloaded$ - Шаги при загрузке:
1. Валидация подписи и контрольной суммы.
2. Проверка совместимости API и зависимостей.
3. Создание изолированной среды (sandbox) и применение политики.
4. Инициализация (инициализационная транзакция, не изменяющая критичные состояния).
5. Регистрация эндпоинтов и подписка на события.
- Выгрузка: попытка безопасно приостановить/сохранить состояние, откат незавершённых транзакций, освобождение ресурсов.
Версионирование API и совместимость
- Семантическое версионирование интерфейса: $v_{major}.v_{minor}.v_{patch}$.
- Правила совместимости:
- Несовместимые изменения → инкремент $major$.
- Обратное совместимое расширение → инкремент $minor$.
- Исправления → $patch$.
- Совместимость на хосте: проверка по правилу, например
$compat=(majo{r}_{host}=majo{r}_{plugin})\wedge (mino{r}_{host}\ge mino{r}_{plugin})$.
- Механизмы:
- Adapter/shim: динамические адаптеры для minor-несовместимостей.
- Feature negotiation при установке/инициализации.
- Декларация deprecated API и автоматические предупреждения.
- Миграция состояния: версии сериализации состояний и миграторы; каждый плагин предоставляет миграции между версиями состояния.
Изоляция и безопасность
- Модели изоляции (по убыванию сложности/безопасности):
1. OS-процессы + sandboxing (user namespaces, seccomp, chroot, cgroups).
2. Контейнеры (легковесные, с ограничениями сети/файловой системы).
3. WebAssembly runtime с capability-based API (предпочтительно для языковой нейтральности и строгого контроля).
4. Language-isolates (JVM/CLR), если плагин целиком доверенный.
- Минимальные привилегии: система выдаёт только нужные capabilities, например доступ к файловой директории, сети, базе.
- Политика безопасности: декларативные права в манифесте + runtime enforcement (deny-by-default).
- Сетевые и файловые ограничения: виртуальные файловые системы, прокси для сетевого взаимодействия.
- Ресурсные лимиты: CPU, память, открытые дескрипторы, время исполнения (кейсы DoS).
- Подпись и цепочка доверия: подпись артефактов + проверка сертификатов, возможно attestation для контейнеров/WASM.
- Аудит и мониторинг: логирование действий плагинов, метрики, трассировка вызовов, алерты на аномалии.
Коммуникация (контракты)
- Явно описанные интерфейсы (IDL/Protocol): gRPC/Protobuf, JSON-RPC, или message schemas.
- Ограниченные API-клиенты, возвращаемые хостом: хост предоставляет прокси-объекты, которые выполняют проверку прав.
- Событийная шина: publish/subscribe с фильтрацией и политиками (кто может подписываться/публиковать).
- Асинхронность и timeouts по умолчанию.
Разрешение зависимостей и транзакции
- Dependency resolver учитывает версии и конфликты; при конфликте — изоляция с собственным sandbox или отказ.
- Атомарность установки/обновления: apply/commit/rollback; в момент обновления плагин может работать параллельно, обновление проходит через quiesce-point.
Горячая загрузка/обновление
- Подход: «двойная версия» и переключение:
1. Загрузить новую версию в изолированную среду.
2. Перенести или синхронизировать состояние (через миграции).
3. Переключить роутинг на новую версию.
4. Отключить старую после успешной проверки.
- Обеспечить консистентность: transactional handoff, возможность отката.
Наблюдаемость и отказоустойчивость
- Health checks, liveness/probe endpoints, circuit breakers для плагин-вызовов.
- Метрики per-plugin: latency, errors, resource usage.
- Логи с трассировкой запроса (correlation id).
DevOps, тестирование и безопасность поставки
- Sandbox-local тесты, интеграционные тесты в изолированных рантаймах.
- CI: подпись артефактов, сканирование уязвимостей, SCA.
- Registry с политиками доступа и ревью плагинов.
- Политика доверия: allow-list/deny-list, строгие требования к разработчикам.
Пример правила совместимости (коротко)
- Хост поддерживает API major $M$. Плагин совместим, если
$majo{r}_{plugin}=M$ и $mino{r}_{plugin}\le mino{r}_{host}$. В противном случае — требовать адаптер или отклонять.
Итог — рекомендации по выбору
- Для максимальной безопасности и кросс-языковой поддержки: WebAssembly + capability-based интерфейсы.
- Для высокой производительности/совместимости с существующим стеком: OS-процессы/контейнеры + строгие seccomp/cgroup правила.
- Всегда: семвер API, цифровые подписи, декларация прав в манифесте, транзакционная загрузка и наблюдаемость.
Если нужно, могу дать пример манифеста, протокола сообщений или схему lifecycle-менеджера.