Java SPI-ServiceLoader

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本文介绍了一个简单的ServiceLoader实现，利用Java反射机制加载配置文件并创建服务实现类的实例。涉及Class<T>对象、类加载器及资源抽象等核心概念。

要写个 ServiceLoader 的简单实现： 1. 读取配置文件，获取实现类的全名称字符串； 2. 使用 Java 反射机制来构造服务实现类的实例。可以使用泛型方法，避免获取的时候做类型转换。不过 JDK 自带的 java.util.ServiceLoader 实现得更加严谨一些，使用了 ClassLoader 来加载类，并使用迭代器来获取服务实现类。思路大体相同。

复制代码

package autocomplete;

import java.io.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * Created by lovesqcc on 16-2-29.
 * A very Simple JavaSPI implementation using java reflection
 */
public class SimpleServiceLoader {

    private static final String PREFIX = "/META-INF/services/";

    public static <T> List<T> load(Class<T> cls) {
        List<String> implClasses = readServiceFile(cls);
        List<T> implList = new ArrayList<T>();
        for (String implClass : implClasses) {
            Class<T> c = null;
            try {
                c = (Class<T>) Class.forName(implClass);
                implList.add(c.newInstance());
            } catch (Exception e) {
                return new ArrayList<T>();
            }
        }
        return implList;
    }

    private static List<String> readServiceFile(Class<?> cls) {
        String infName = cls.getCanonicalName();
        String fileName = cls.getResource(PREFIX+infName).getPath();
        try {
            BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(new File(fileName)));
            String line = "";
            List<String> implClasses = new ArrayList<String>();
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                implClasses.add(line);
            }
            return implClasses;
        } catch (FileNotFoundException fnfe) {
            System.out.println("File not found: " + fileName);
            return new ArrayList<String>();
        } catch (IOException ioe) {
            System.out.println("Read file failed: " + fileName);
            return new ArrayList<String>();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<PrefixMatcher> implList = load(PrefixMatcher.class);
        if (implList != null && implList.size() >0) {
            for (PrefixMatcher matcher: implList) {
                System.out.println(matcher.obtainMatchedWords("sh"));
            }
        }
    }
}

复制代码

　　ServiceLoader 的实现涉及到如下概念：指向对象类型的 Class<S> 对象；类加载器 ClassLoader；服务实现类的资源抽象；服务实现类的全名字符串。结合类加载器和资源抽象获得服务实现类的全名字符串，再通过类加载器获取 Class<S> 对象，最后通过 Class<S> 对象来构造服务实现类 S 的实例 s 。

　　ServiceLoader 的成员为 <Class<S> service, ClassLoader loader, LinkedHashMap<String,S> providers, LazyIterator lookupIterator>, 其中 service 是服务接口，loader 是类加载器， providers 是服务实现类的缓存， lookupIterator 是获取服务实现类的迭代器，是 ServiceLoader 的内部类。 LazyIterator 的成员是 <Class<S> service, ClassLoader loader, Enumeration<URL> configs, Iterator<String> pending, String nextName>, configs 存放服务实现类的资源配置抽象， pending 存放服务实现类的全名字符串， nextName 是下一个可获取的服务实现类的全名字符串。加载资源使用到 classLoader 的 getSystemResources 和 getResources 方法。Java里的资源抽象使用类 URL 来唯一标识，无论是本地文件 ( file:/// ) 还是网络文件 (http(s):// )。由于要从文件或网络读取文本字符串，因此要使用 BufferedReader 。

　　在 Java 中，Class<T> 和 ClassLoader 是造物之始。万物皆是“某类T” 的存在物，而“某类T” 是“万类之类 Class<T>” 的存在物，类别也是一种存在物，存在物即 Object。实例 t -> 类别 T -> 所有类别的抽象 Class<T> -> Object。要创造类别 T 的实例，先通过某种方式(ClassLoader)找到该物的“种子”(Class<T> 对象)，然后通过该种子来创造具体的物 t。要生成一个 Integer 对象，先找到 Class<Integer> , 然后 newInstance 出 Integer 的实例。而造物也要有个规则，“女娲造物”和“凡人造物”，如果要造一模一样的物种，必须先经由女娲造物，否则就会造成混乱（至少软件中会出现问题）。在 Java 里就有 BootstrapClassLoader -> ExtClassLoader -> AppClassLoader -> CustomClassLoader 的先后规则。