[04][02][02] SPI 机制

• 1. 基本概念
• 2. 使用场景
• 3. 使用要求
• 4. JDK SPI 实现
• 5. Spring SPI 实现

SPI (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

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

• 数据库驱动
• 日志 SLF4J
• Spring 使用 SPI
• Dubbo 使用 SPI, 但对原生 SPI 做了封装, 允许用户扩展实现 Filter 接口

要使用 SPI, 需要遵循如下约定

• SPI 的实现类中必须有一个无参的构造方法
• 当服务提供者提供了接口的实现, 在 jar 包的 META-INF 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

• JDK 中路径时 META-INF/services/
• Spring 中配置是 META-INF/spring.factories

• 接口实现类所在的 jar 包放在主程序的 classpath 中
• 通过 Loader 类将 META-INF 目录下的配置文件加载, 解析文件中的全限定名类名, 将类加载到 JVM

• JDK 中是使用的是 ServiceLoader 加载 META-INF/services/ 下的文件
• Spring 中使用的是 SpringFactoriesLoader 加载 META-INF/spring.factories

对数据库驱动源码分析

MySQL 驱动是 om.mysql.cj.jdbc 包下 Driver 实现了接口 JDK 的 java.sql.Driver, 并在 META-INF/services 目录下创建文件名为 java.sql.Driver 的文件, 在文件里填写实现类的全路径信息 com.mysql.cj.jdbc.Driver

// 实现 JDK 的 java.sql.Driver 类
public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {
    // SPI 的实现类中必须有一个无参的构造方法
    public Driver() throws SQLException {
    }

    static {
        try {
            DriverManager.registerDriver(new Driver());
        } catch (SQLException var1) {
            throw new RuntimeException("Can't register driver!");
        }
    }
}

查看 java.util.ServiceLoader 源码

public final class ServiceLoader implements Iterable {
    private static final String PREFIX = "META-INF/services/";

    // 代表被加载的类或者接口
    private final Class service;

    // 用于定位，加载和实例化providers的类加载器
    private final ClassLoader loader;

    // 创建ServiceLoader时采用的访问控制上下文
    private final AccessControlContext acc;

    // 缓存providers，按实例化的顺序排列
    private LinkedHashMap providers = new LinkedHashMap<>();

    // 懒查找迭代器
    private LazyIterator lookupIterator;
    ......
}

try {
    String fullName = PREFIX + service.getName();
    if (loader == null)
        configs = ClassLoader.getSystemResources(fullName);
    else
        configs = loader.getResources(fullName);
} catch (IOException x) {
    fail(service, "Error locating configuration files", x);
}

public final class SpringFactoriesLoader {
    public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";

	public static  List loadFactories(Class factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {}

    private static Map> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
        ...
        // 扫描 jar 包下 META-INF/spring.factories 文件
        Enumeration urls = (classLoader != null ?
					classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :
					ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));
        ...
    }
}