java SPI

最新推荐文章于 2024-10-04 18:33:22 发布

harbor_lee

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分类专栏：知识记录

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背景：在Hibernate validator learning的参考链接文章中提到了SPI，用于资源发现，动态代码。这里系统地学习下SPI机制和其常用场景。

SPI 全称为 (Service Provider Interface) ，是JDK内置的一种服务提供发现机制。SPI是一种动态替换发现的机制，比如有个接口，想运行时动态的给它添加实现，你只需要添加一个实现，例如：java.sql.Driver接口。Java的SPI机制可以为某个接口寻找服务实现。

当服务的提供者提供了一种接口的实现之后，需要在classpath下的META-INF/services/目录里创建一个以服务接口命名的文件，这个文件里的内容就是这个接口的具体的实现类。当其他的程序需要这个服务的时候，就可以通过查找这个jar包（一般都是以jar包做依赖）的META-INF/services/中的配置文件，配置文件中有接口的具体实现类名，可以根据这个类名进行加载实例化，就可以使用该服务了。JDK中查找服务实现的工具类是：java.util.ServiceLoader。

SPI的创建过程为：

接口->实现并在resource下的META-INF/services创建一个名为前面接口全名的文件，文件内容为实现类的全名，打包为jar包->在需要用到该接口的地方，将前面jar包放在类路径，ServiceLoader.load(接口名)返回ServiceLoader<接口类型>，该返回值可能有多个service provider，StreamSupport.stream(ServiceLoader<接口类型>.spliterator()，false).findFirst()，false表示不创建并行流。这样操作后返回Optional<接口类型>，通过get()返回接口实现类的对象。或通过orElse(new xxx)返回默认接口实现类的对象。

数据库DriverManager、Spring、ConfigurableBeanFactory等都用到了SPI机制。比较感兴趣后两者中的SPI主要做了哪些事。

而JDBC4.0之后不需要Class.forName来加载驱动，直接获取连接即可，这里使用了Java的SPI扩展机制来实现。

ServiceLoader的spliterator()和iterator()的区别是前者继承于java.lang.Iterable，后者lazily load providers，在hasNext()和next()中parse provider configuration and class来实现懒加载以及当出现不合要求的provider时抛出java.util.ServiceConfigurationError类型错误。

以上参考附录中的第一条链接再加上自己的理解。

第二条链接有补充SPI的实现类必须携带一个不带参数的构造方法。以及在已有框架中的使用，

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

第三条链接讲到一些框架中使用SPI的场景

eclipse插件：

最具spi思想的应该属于插件开发。Eclipse使用OSGi作为插件系统的基础，动态添加新插件和停止现有插件，以动态的方式管理组件生命周期。

一般来说，插件的文件结构必须在指定目录下包含以下三个文件：

META-INF/MANIFEST.MF: 项目基本配置信息，版本、名称、启动器等
build.properties: 项目的编译配置信息，包括，源代码路径、输出路径
plugin.xml：插件的操作配置信息，包含弹出菜单及点击菜单后对应的操作执行类等

当eclipse启动时，会遍历plugins文件夹中的目录，扫描每个插件的清单文件MANIFEST.MF，并建立一个内部模型来记录它所找到的每个插件的信息，就实现了动态添加新的插件。

这也意味着是eclipse制定了一系列的规则，像是文件结构、类型、参数等。插件开发者遵循这些规则去开发自己的插件，eclipse并不需要知道插件具体是怎样开发的，只需要在启动的时候根据配置文件解析、加载到系统里就好了，是spi思想的一种体现。

Spring

Spring中运用到spi思想的地方也有很多，下面随便列举几个。

scan: 在spring中可以通过component-scan标签来对指定包路径进行扫描，只要扫到spring制定的@service、@controller等注解，spring自动会把它注入容器。这就相当于spring制定了注解规范，我们按照这个注解规范开发相应的实现类或controller，spring并不需要感知我们是怎么实现的，他只需要根据注解规范和scan标签注入相应的bean，这正是spi理念的体现。

scope: 像是自定义一个 ThreadScope实现Scope接口，再把它注册到beanFactory中，接着就能在xml中使用它了。这也是平台使用方制定规则，提供方负责实现的思想。

自定义标签：

扩展Spring自定义标签配置大致需要以下几个步骤