java的SPI机制

①SPI的简介

SPI是Service Provider Interfaces的简称。根据Java的SPI规范，我们可以定义一个服务接口，具体的实现由对应的实现者去提供，即Service Provider（服务提供者）。然后在使用的时候只要根据SPI的规范去获取对应的服务提供者的服务实现即可。

②使用场景

一般使用接口的实现类都是静态new一个实现类赋值给接口引用，如下：

HelloService service = new HelloImpl();

如果需要动态的获取一个接口的实现类呢？全局扫描全部的Class，然后判断是否实现了某个接口？代价太大，一般不会这么做。一种合适的方式就是使用配置文件，把实现类名配置在某个地方，然后读取这个配置文件，获取实现类名。

③SPI的作用

这种方式主要是针对不同的服务提供厂商，对不同场景的提供不同的解决方案制定的一套标准，举个简单的例子，如现在的JDK中有支持音乐播放，假设只支持mp3的播放，有些厂商想在这个基础之上支持mp4的播放，有的想支持mp5，而这些厂商都是第三方厂商，如果没有提供SPI这种实现标准，那就只有修改JAVA的源代码了，那这个弊端也是显而易见的，也就是不能够随着JDK的升级而升级现在的应用了，而有了SPI标准，SUN公司只需要提供一个播放接口，在实现播放的功能上通过ServiceLoad的方式加载服务，那么第三方只需要实现这个播放接口，再按SPI标准进行打包成jar，再放到classpath下面就OK了，没有一点代码的侵入性。

④SPI的使用

在实现类的jar包的META-INF下新建一个文件夹services，并在services下新建一个文件，以接口的全限定名为文件名，内容为实现类的全限定名。

实现代码示例：

四个项目:spiInterface、spiA、spiB、spiDemo

spiInterface中定义了一个com.zs.IOperation接口。

spiA、spiB均是这个接口的实现类，服务提供者。

spiDemo作为客户端,引入spiA或者spiB依赖，面向接口编程，通过spi的方式获取具体实现者并执行接口方法。

链接：https://github.com/lemon-simple/SPIDEMO（代码由最后的参考博客提供）

⑤实现SPI机制的核心类：ServiceLoader

ServiceLoader不是一实例化以后立马就去读配置文件中的服务实现者，并且进行对应的实例化工作的，而是会等到需要通过其Iterator实现获取对应的服务提供者时才会加载对应的配置文件进行解析，具体来说是在调用Iterator的hasNext方法时会去加载配置文件进行解析，在调用next方法时会将对应的服务提供者进行实例化并进行缓存。所有的配置文件只加载一次，服务提供者也只实例化一次，如需要重新加载配置文件可调用ServiceLoader的reload方法。

1. 构造函数，如果不指定ClassLoader或者指定的为null，则使用ClassLoader.getSystemClassLoader() ，即AppClassLoader。（设置类加载器：线程上下文类加载器）

2. 遍历有两个方法

hasNext会调用hasNextService，如果指定的ClassLoader为空（一般不会为空，构造函数会初始化），则调用ClassLoader.getSystemClassLoader().getResources，否则调用指定的ClassLoader的getResources方法，获取META-INF/services/接口的全限定名称，如META-INF/services/com.test.loader.HelloService，从这个文件中找出实现类全限定名称。next会调用nextService，根据hasNextService获取的实现类信息，使用指定的ClassLoader进行加载和实例化。 

⑥典型实例：JDBC的使用

通常各大厂商（如Mysql、Oracle）会根据一个统一的规范(java.sql.Driver)开发各自的驱动实现逻辑。客户端使用jdbc时不需要去改变代码，直接引入不同的spi接口服务即可。

Mysql的则是com.mysql.jdbc.Drive,Oracle则是oracle.jdbc.driver.OracleDriver。

以jdbc加载driver为例：

数据库连接的伪代码：

 

1. java.sql.DriverManager静态块初始执行，其中使用spi机制加载jdbc具体实现

2.loadInitialDrivers()中完成了引入的数据库驱动的查找以及载入（看到ServiceLoader类就可以和上述内容联系起来了。）

 

 

SPI规范中配置文件的位置指定为：（"META-INF/services/";）

接口：（JDK中的接口）

配置文件中的内容为接口实现类的全路径名：（实现类在第三方jar包中）

⑦双亲委派模型的破坏者-线程上下文类加载器

在Java应用中存在着很多服务提供者接口（Service Provider Interface，SPI），这些接口允许第三方为它们提供实现，如常见的 SPI 有 JDBC、JNDI等，这些 SPI 的接口属于 Java 核心库，一般存在rt.jar包中，由Bootstrap类加载器加载，而 SPI 的第三方实现代码则是作为Java应用所依赖的 jar 包被存放在classpath路径下，由于SPI接口中的代码经常需要加载具体的第三方实现类并调用其相关方法，但SPI的核心接口类是由引导类加载器来加载的，而Bootstrap类加载器无法直接加载SPI的实现类，同时由于双亲委派模式的存在，Bootstrap类加载器也无法反向委托AppClassLoader加载器SPI的实现类。在这种情况下，我们就需要一种特殊的类加载器来加载第三方的类库，而线程上下文类加载器就是很好的选择。

线程上下文类加载器（contextClassLoader）是从 JDK 1.2 开始引入的，我们可以通过java.lang.Thread类中的getContextClassLoader()和 setContextClassLoader(ClassLoader cl)方法来获取和设置线程的上下文类加载器。如果没有手动设置上下文类加载器，线程将继承其父线程的上下文类加载器，初始线程的上下文类加载器是系统类加载器（AppClassLoader）,在线程中运行的代码可以通过此类加载器来加载类和资源，如下图所示，以jdbc.jar加载为例

参考博客：https://blog.youkuaiyun.com/lemon89/article/details/79189475