什么是SPI
作者：互联网
什么是SPI
SPI全称Service Provider Interface，是Java提供的一套用来被第三方实现或者扩展的API，它可以用来启用框架扩展和替换组件。 SPI的作用就是为这些被扩展的API寻找服务实现。
- API （Application Programming Interface）在大多数情况下，都是实现方制定接口并完成对接口的实现，调用方仅仅依赖接口调用，且无权选择不同实现。 从使用人员上来说，API 直接被应用开发人员使用。
- SPI （Service Provider Interface）是调用方来制定接口规范，提供给外部来实现，调用方在调用时则选择自己需要的外部实现。 从使用人员上来说，SPI 被框架扩展人员使用。
整体机制图如下：
Java SPI 实际上是“基于接口的编程＋策略模式＋配置文件”组合实现的动态加载机制。
系统设计的各个抽象，往往有很多不同的实现方案，在面向的对象的设计里，一般推荐模块之间基于接口编程，模块之间不对实现类进行硬编码。一旦代码里涉及具体的实现类，就违反了可拔插的原则，如果需要替换一种实现，就需要修改代码。为了实现在模块装配的时候能不在程序里动态指明，这就需要一种服务发现机制。
Java SPI就是提供这样的一个机制：为某个接口寻找服务实现的机制。有点类似IOC的思想，就是将装配的控制权移到程序之外，在模块化设计中这个机制尤其重要。所以SPI的核心思想就是解耦。
使用场景
概括地说，适用于：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
比较常见的例子：
- 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，Spring中大量使用了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
- Dubbo，Dubbo中也大量使用SPI的方式实现框架的扩展, 不过它对Java提供的原生SPI做了封装，允许用户扩展实现Filter接口
使用介绍
要使用Java SPI，需要遵循如下约定：
- 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；
- 接口实现类所在的jar包放在主程序的classpath中；
- 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；
- SPI的实现类必须携带一个不带参数的构造方法；
示例代码
step1. 定义接口
package org.ray.spi;
public interface Human {
public void speak();
}
step2. 定义实现类
package org.ray.spi;
public class Chinese implements Human{
@Override
public void speak() {
System.out.println("哈喽 我的");
}
}
package org.ray.spi;
public class English implements Human{
@Override
public void speak() {
System.out.println("hello world");
}
}
step3. 定义配置文件
在classpath（src/main/resources）下创建META-INF/resources目录，创建以接口名字org.ray.spi.Human命名的文件，内容写入接口实现类的全限定类名，如果有多个需换行
org.ray.spi.English org.ray.spi.Chinese
step4. 执行ServiceLoader
public static void main(String[] args) throws IOException {
ServiceLoader<Human> load = ServiceLoader.load(Human.class);
for (Human human : load) {
human.speak();
}
}
step5. 查看输出
hello world 哈喽 我的
源码分析
ServiceLoader在这里没有核心操作，主要负责对外提供load()方法用于获取SPI接口和实例化懒加载迭代器LazyIterator
public final class ServiceLoader<S> implements Iterable<S>{
#SPI规则固定加载文件地址前缀
private static final String PREFIX = "META-INF/services/";
#SPI的接口
private final Class<S> service;
#类加载器,使用的是当前线程的类加载器(Thread.currentThread().getContextClassLoader())
private final ClassLoader loader;
#默认是null, 创建ServiceLoader时采用的访问控制上下文
private final AccessControlContext acc;
#缓存加载成功的类
private LinkedHashMap<String,S> providers = new LinkedHashMap<>();
#当前的迭代器,默认初始化为LazyIterator，注意这里是懒加载的,只有使用的时候才去迭代加载SPI文件
private LazyIterator lookupIterator;
#SPI执行使用方法，不指定ClassLoader
public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) {
ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
return ServiceLoader.load(service, cl);
}
#SPI执行使用方法，指定ClassLoader
public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service,ClassLoader loader){
return new ServiceLoader<>(service, loader);
}
#构造方法中保存SPI接口，初始化懒加载迭代器
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();
}
#初始化懒加载迭代器
public void reload() {
providers.clear();
lookupIterator = new LazyIterator(service, loader);
}
}
LazyIterator是懒加载，实例化后什么也不干，只保存了SPI接口
private class LazyIterator implements Iterator<S> {
private LazyIterator(Class<S> service, ClassLoader loader) {
this.service = service;
this.loader = loader;
}
}
ServiceLoader的iterator()方法被调用，开始执行核心逻辑LazyIterator懒加载SPI文件
- hasNextService()：用于加载META-INF/services/下SPI文件
- nextService()：用于根据SPI文件中指定的实现类的全限定类名通过反射实例化对象，放入缓存
private class LazyIterator implements Iterator<S> {
private boolean hasNextService() {
if (nextName != null) {
return true;
}
if (configs == null) {
try {
#拼装SPI文件完整地址META-INF/services+SPI全限定类名
String fullName = PREFIX + service.getName();
if (loader == null)
configs = ClassLoader.getSystemResources(fullName);
else
#加载SPI文件
configs = loader.getResources(fullName);
} catch (IOException x) {
fail(service, "Error locating configuration files", x);
}
}
while ((pending == null) || !pending.hasNext()) {
if (!configs.hasMoreElements()) {
return false;
}
#解析SPI文件，获取实现类全限定类名
pending = parse(service, configs.nextElement());
}
#赋值实现类全限定类名
nextName = pending.next();
return true;
}
private S nextService() {
if (!hasNextService())
throw new NoSuchElementException();
String cn = nextName;
nextName = null;
Class<?> c = null;
try {
#根据全限定类名获取Class描述文件
c = Class.forName(cn, false, loader);
} catch (ClassNotFoundException x) {
fail(service,
"Provider " + cn + " not found");
}
if (!service.isAssignableFrom(c)) {
fail(service,
"Provider " + cn + " not a subtype");
}
try {
#根据Class文件使用反射创建对象
S p = service.cast(c.newInstance());
#将创建的对象放入缓存
providers.put(cn, p);
return p;
} catch (Throwable x) {
fail(service,
"Provider " + cn + " could not be instantiated",
x);
}
throw new Error(); // This cannot happen
}
}
总结
优点：
使用Java SPI机制的优势是实现解耦，使得第三方服务模块的装配控制的逻辑与调用者的业务代码分离，而不是耦合在一起。应用程序可以根据实际业务情况启用框架扩展或替换框架组件。
相比使用提供接口jar包，供第三方服务模块实现接口的方式，SPI的方式使得源框架不必关心接口的实现类的路径，可以不用通过下面的方式获取接口实现类：
代码硬编码import 导入实现类
指定类全路径反射获取：例如在JDBC4.0之前，JDBC中获取数据库驱动类需要通过Class.forName(“com.mysql.jdbc.Driver”)，类似语句先动态加载数据库相关的驱动，然后再进行获取连接等的操作
第三方服务模块把接口实现类实例注册到指定地方，源框架从该处访问实例
通过SPI的方式，第三方服务模块实现接口后，在第三方的项目代码的META-INF/services目录下的配置文件指定实现类的全路径名，源码框架即可找到实现类
缺点：
虽然ServiceLoader也算是使用的延迟加载，但是基本只能通过遍历全部获取，也就是接口的实现类全部加载并实例化一遍。如果你并不想用某些实现类，它也被加载并实例化了，这就造成了浪费。获取某个实现类的方式不够灵活，只能通过Iterator形式获取，不能根据某个参数来获取对应的实现类。
多个并发多线程使用ServiceLoader类的实例是不安全的。
转载：https://blog.csdn.net/dcr782195101/article/details/122004685
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标签：service,实现,什么,接口,SPI,ServiceLoader,加载 来源： https://www.cnblogs.com/cainiao-Shun666/p/16144368.html