Java SPI 机制

SPI机制 ¹

说到SpringBoot的自动配置机制，就不能不谈Java的SPI(service provider interface)机制，SPI是JDK内置的一种服务发现机制，它主要是让Java程序在运行时再去发现服务的实现类。就拿JDBC来说，每一个数据库厂商的数据库产品暴露给外部的访问方式、传输协议都可能不一致，所以Java索性就只指定一个标准，各个厂商自己根据这个标准来实现对自己数据库产品的驱动，比如MySQL 有 MySQL connector，Oracle有odbc6 等等。

SPI的组成部分：

interface：需要使用SPI机制的接口，放在集成方，表明我只提供这个规范，怎么实现那是厂商或者其他框架的事情，比如JDBC 的java.sql.Driver
config:需要在实现方的包下建立/META-INF/services文件夹，并在这个文件夹下添加当前库提供了哪个SPI接口的实现，比如mysql connector包下 就有一个文件命名为java.sql.Driver，文件命名必须和实现的接口同名
implements：这个是对上面说的接口的实现，可以有多个，并将实现类的全限定名在上述文件中一行写一个

模拟

咱们模拟组装电脑时候的CPU，CPU厂商有很多，Intel、AMD等,我们就抽象一下CPU里面有个compute()方法。

package com.xhulife.spi;

public interface CPU {
    void compute();
}

就当咱们买了一堆零件，然后就差CPU了，我们先准备一个AMD的CPU：

package com.xhulife.spi.cpu;

import com.xhulife.spi.CPU;

public class AmdCPU implements CPU{
    @Override
    public void compute() {
        System.out.println("this is amdCPU compute");
    }
}

并且在resources/META-INF/services/com.xhulife.spi.CPU 下写入：

com.xhulife.spi.cpu.AmdCPU

然后打成jar包，放到我们的电脑上(放到classpath里面)，电脑上需要写一段代码来加载CPU：

package com.xhulife.spi;

import java.util.ServiceLoader;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ServiceLoader<CPU> load = ServiceLoader.load(CPU.class);
        for (CPU c:load){
            c.compute();
        }
    }
}

打开电脑：

this is amdCPU compute

突然某一天，我想换一个Intel I9处理器了：

package com.xhulife.spi.cpu;

import com.xhulife.spi.CPU;

public class IntelCPU implements CPU {
    @Override
    public void compute() {
        System.out.println("this is Intel I9 compute");
    }
}

把之前的AMD处理器拿出来，然后把新的I9处理器打包放到电脑上，开机：

this is Intel I9 compute

这就模拟了整个流程

应用场景

SPI机制其实就是用来指定规范的，我把规范制定好，你们大家如果想在我的平台上大展拳脚，那就根据我的规范来写一套标准的操作集合。其实就拿JDBC来说，没有JDK制定的jdbc规范可以吗？肯定是可以的，不过这就苦了我们程序员，我们得根据各个数据库厂商的数据传输协议，自己写一个驱动，或者是各个数据库厂商根据各自的数据库特性，自己搞一套驱动方案，这就给我们软件开发带来了更大的挑战。
但是这个机制似乎对我们一般人没什么大的作用，我们一不会去自己根据JDBC规范来写某一个数据库的驱动，二不会发布一个规范让别人来遵守并且实现（有这一天的话，我就要上天了）。只是我们需要了解有这样一个机制，当我们在企业开发的时候如果遇到类似的需求，或许有用武之地

双亲委派模型

Java类加载器可以分为2类：引导类加载器和其他加载器，这么分的主要原因是引导类加载器是包含在Java虚拟机中的，在java程序中无法引用这个类加载器，其他加载器又可以分为java扩展类加载器和应用加载器，扩展加载器负责加载lib/ext 下的包，应用加载器负责加载我们自己写的java程序或者第三方jar包。

java的设计人员推荐使用双亲委派模型来加载java类，即当类加载器接收到一个加载类的请求之后，先委派给父加载器去加载（注意这里父加载器并不是通过继承，而是通过组合来的），父加载器反馈无法加载这个类，自己再尝试加载，所以java中越是基础的类，加载其的类加载器越是上层

双亲委派模型被破坏

Java 类的加载使用双亲委派模型，SPI是JDK内置的服务发现机制，很多SPI接口是由java的核心库提供的，这些接口是由引导类加载器（Bootstrap Classloader）加载的，但是这些类在加载的时候，又需要调用SPI实现类，在引导类加载器的搜索范围内，无法搜索到有各个厂商实对SPI接口的实现。这样就无法完成类的加载，Java的设计者提供了一种不太优雅的实现方式，线程上下文类加载器(Thread Context Classloader)，这个类加载器是可以设置的，新建线程的时候会从父线程继承，如果没有设置过，那么就是应用类加载器（Application Classloader），有了这个类加载器，就可以逆向加载SPI接口的实现类

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1. https://www.jianshu.com/p/e4262536000d ↩︎