Java SPI机制详解-01
1. 概述
SPI（Service Provider Interface），是 Java 6 引入了一个内置功能，实现服务提供发现和加载机制，使之与特定接口的匹配。
SPI 机制的核心思想就是 解耦 ，将装配的控制权移到程序之外，这在企业模块化设计中非常重要。
有的人喜欢拿 SPI 与 API 之间做比较，关于二者之间的差异主要在于侧重点不一样。
API：侧重调用并用于实现目标的类、接口、方法等的描述；SPI：侧重对已实现目标类、接口、方法的扩展和实现；
2. 使用场景
调用者根据实际使用需要，启用、扩展、或者替换框架的实现策略。
-
数据库驱动加载接口实现类的加载:
JDBC加载不同类型数据库的驱动 -
日志门面接口实现类加载：
SLF4J加载不同提供商的日志实现类 -
Spring框架：Spring中大量使用SPI,比如：对Servlet3.0规范对ServletContainerInitializer的实现、自动类型转换Type Conversion SPI(Converter SPI、Formatter SPI)等
3. 入门使用介绍
在实际使用 SPI 需要遵循以下约定：
- 按照定义创建加载文件：当服务提供者提供了接口的一种具体实现后，在
jar包的META-INF/services目录下创建一个以接口全限定名为命名的文件，内容为实现类的全限定名； - 动态加载：主程序通过
java.util.ServiceLoder动态装载实现模块，它通过扫描META-INF/services目录下的配置文件找到实现类的全限定名，把类加载到JVM； - 无参构造方法：
SPI实现类必须携带一个不带参数的构造方法； - 相同classpath：接口实现类所在的
jar包放在主程序的classpath中；
4. 示例
4.1. 构建接口
此处演示作用，只定义一组接口，接口为 灵长类 动物，它包含一个方法， 叫 动作 。
package io.github.rothschil.spi.framework;/*** 灵长类动物* @author <a href="mailto:WCNGS@QQ.COM">Sam</a>* @version 1.0.0*/
public interface Primate {void action();
}4.2. 拓展实现
灵长类 这个接口，我们假定它的实现为人类 、猴子，它们都能有属于自己的动物。
- 人类
package io.github.rothschil.spi.framework.impl;import io.github.rothschil.spi.framework.Primate;public class Human implements Primate {@Overridepublic void action() {System.out.println("Human");}
}- 猴子
package io.github.rothschil.spi.framework.impl;import io.github.rothschil.spi.framework.Primate;public class Monkey implements Primate {@Overridepublic void action() {System.out.println("Monkey");}
}4.3. 构建META-INF下文件
- 文件路径：
resources/META-INF/services - 文件名：
io.github.rothschil.spi.framework.Primate - 文件内容：
io.github.rothschil.spi.framework.impl.Human
io.github.rothschil.spi.framework.impl.Monkey4.4. 验证
此处用到 ServiceLoader 类加载器，通过 Primate.class 将它的实现以此加载到 JVM 中。
4.5. 结果
package io.github.rothschil.spi.framework;import java.util.ServiceLoader;public class TestSpi {public static void main(String[] args) {ServiceLoader<Primate> primates = ServiceLoader.load(Primate.class);for (Primate pr : primates) {pr.action();}}
}4.5.1. ServiceLoader
ServiceLoader 本身就是一个迭代器，它的属性并不多，我们以 ServiceLoader.load 为入口，一步一步看下去。
- 调用
ServiceLoader.load根据当前线程调用类记载器ClassLoader利用ServiceLoader构造器，创建一个实例。- 类加载器
- 访问控制器
- 目标类
- 迭代器
ServiceLoader先判断成员变量providers对象中(LinkedHashMap<String,S>类型)是否有缓存实例对象，如果有缓存，直接返回- 读取
META-INF/services/下的配置文件，获得所有能被实例化的类的名称，值得注意的是，ServiceLoader可以跨越jar包获取META-INF下的配置文件 - 通过反射方法Class.forName()加载类对象，并用instance()方法将类实例化
- 把实例化后的类缓存到providers对象中，(LinkedHashMap<String,S>类型）然后返回实例对象
- 读取
public final class ServiceLoader<S>implements Iterable<S>
{private static final String PREFIX = "META-INF/services/";// The class or interface representing the service being loadedprivate final Class<S> service;// The class loader used to locate, load, and instantiate providersprivate final ClassLoader loader;// The access control context taken when the ServiceLoader is createdprivate final AccessControlContext acc;// Cached providers, in instantiation orderprivate LinkedHashMap<String,S> providers = new LinkedHashMap<>();// The current lazy-lookup iteratorprivate LazyIterator lookupIterator;/*** Clear this loader's provider cache so that all providers will be* reloaded.** <p> After invoking this method, subsequent invocations of the {@link* #iterator() iterator} method will lazily look up and instantiate* providers from scratch, just as is done by a newly-created loader.** <p> This method is intended for use in situations in which new providers* can be installed into a running Java virtual machine.*/public void reload() {providers.clear();lookupIterator = new LazyIterator(service, loader);}private ServiceLoader(Class<S> svc, ClassLoader cl) {service = Objects.requireNonNull(svc, "Service interface cannot be null");loader = (cl == null) ? ClassLoader.getSystemClassLoader() : cl;acc = (System.getSecurityManager() != null) ? AccessController.getContext() : null;reload();}5. 总结
这是我们第一篇 SPI 描述，主要引入它的几个概念、用途以及与我们 API 的区别，最后我们通过一个手写的样例，虽然通过 ServiceLoader 加载的，在实际生产环境中，这存在注入线程安全以及不够灵活注入从而导致资源开销大等问题，但是这只为我们 SPI 学习加深理解，算开启正式 SPI 之旅。