Java SPI详解（转）

╰+攻爆jí腚メ 2022-09-01 11:57 203阅读 0赞

## 原文链接：[https://www.cnblogs.com/jy107600/p/11464985.html][https_www.cnblogs.com_jy107600_p_11464985.html] ##

## 1.什么是SPI ##

SPI全称Service Provider Interface，是Java提供的一套用来被第三方实现或者扩展的接口，它可以用来启用框架扩展和替换组件。 SPI的作用就是为这些被扩展的API寻找服务实现。

## 2.SPI和API的使用场景 ##

API （`Application Programming Interface）在`大多数情况下，都是`实现方`制定接口并完成对接口的实现，`调用方`仅仅依赖接口调用，且无权选择不同实现。 从使用人员上来说，API 直接被应用开发人员使用。

SPI （`Service Provider Interface）`是`调用方`来制定接口规范，提供给外部来实现，`调用方在调用时则`选择自己需要的外部实现。  从使用人员上来说，SPI 被框架扩展人员使用。

## 3.SPI的简单实现 ##

下面我们来简单实现一个jdk的SPI的简单实现。

首先第一步，定义一组接口：

1 public interface UploadCDN {
    2     void upload(String url);
    3 }

这个接口分别有两个实现：

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

1 public class QiyiCDN implements UploadCDN {  //上传爱奇艺cdn
     2     @Override
     3     public void upload(String url) {
     4         System.out.println("upload to qiyi cdn");
     5     }
     6 }
     7 
     8 public class ChinaNetCDN implements UploadCDN {//上传网宿cdn
     9     @Override
    10     public void upload(String url) {
    11         System.out.println("upload to chinaNet cdn");
    12     }
    13 }

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

然后需要在resources目录下新建META-INF/services目录，并且在这个目录下新建一个与上述接口的全限定名一致的文件，在这个文件中写入接口的实现类的全限定名：

![d2adceb1eec6bd1b7405bfed53fb381a.png][]

![40d4608c8c22193ea94c030ce0f43821.png][]

##  ##

这时，通过serviceLoader加载实现类并调用：

1  public static void main(String[] args) {
    2         ServiceLoader<UploadCDN> uploadCDN = ServiceLoader.load(UploadCDN.class);
    3         for (UploadCDN u : uploadCDN) {
    4             u.upload("filePath");
    5         }
    6     }

输出如下：  
![56a65e91b70c7cfbbdd12d82bbdd0a02.png][]

这样一个简单的spi的demo就完成了。可以看到其中最为核心的就是通过ServiceLoader这个类来加载具体的实现类的。

## 4. SPI原理解析 ##

通过上面简单的demo，可以看到最关键的实现就是ServiceLoader这个类，可以看下这个类的源码，如下：

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

1 public final class ServiceLoader<S> implements Iterable<S> {
     2 
     3 
     4     //扫描目录前缀
     5     private static final String PREFIX = "META-INF/services/";
     6 
     7     // 被加载的类或接口
     8     private final Class<S> service;
     9 
    10     // 用于定位、加载和实例化实现方实现的类的类加载器
    11     private final ClassLoader loader;
    12 
    13     // 上下文对象
    14     private final AccessControlContext acc;
    15 
    16     // 按照实例化的顺序缓存已经实例化的类
    17     private LinkedHashMap<String, S> providers = new LinkedHashMap<>();
    18 
    19     // 懒查找迭代器
    20     private java.util.ServiceLoader.LazyIterator lookupIterator;
    21 
    22     // 私有内部类，提供对所有的service的类的加载与实例化
    23     private class LazyIterator implements Iterator<S> {
    24         Class<S> service;
    25         ClassLoader loader;
    26         Enumeration<URL> configs = null;
    27         String nextName = null;
    28 
    29         //...
    30         private boolean hasNextService() {
    31             if (configs == null) {
    32                 try {
    33                     //获取目录下所有的类
    34                     String fullName = PREFIX + service.getName();
    35                     if (loader == null)
    36                         configs = ClassLoader.getSystemResources(fullName);
    37                     else
    38                         configs = loader.getResources(fullName);
    39                 } catch (IOException x) {
    40                     //...
    41                 }
    42                 //....
    43             }
    44         }
    45 
    46         private S nextService() {
    47             String cn = nextName;
    48             nextName = null;
    49             Class<?> c = null;
    50             try {
    51                 //反射加载类
    52                 c = Class.forName(cn, false, loader);
    53             } catch (ClassNotFoundException x) {
    54             }
    55             try {
    56                 //实例化
    57                 S p = service.cast(c.newInstance());
    58                 //放进缓存
    59                 providers.put(cn, p);
    60                 return p;
    61             } catch (Throwable x) {
    62                 //..
    63             }
    64             //..
    65         }
    66     }
    67 }

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

上面的代码只贴出了部分关键的实现，有兴趣的读者可以自己去研究，下面贴出比较直观的spi加载的主要流程供参考：

![a33462eeef038a7762b83fe83ed44842.png][]

## 5.dubbo SPI ##

dubbo作为一个高度可扩展的rpc框架，也依赖于java的spi，并且dubbo对java原生的spi机制作出了一定的扩展，使得其功能更加强大。

首先，从上面的java spi的原理中可以了解到，java的spi机制有着如下的弊端：

*  只能遍历所有的实现，并全部实例化。
 *  配置文件中只是简单的列出了所有的扩展实现，而没有给他们命名。导致在程序中很难去准确的引用它们。
 *  扩展如果依赖其他的扩展，做不到自动注入和装配。
 *  扩展很难和其他的框架集成，比如扩展里面依赖了一个Spring bean，原生的Java SPI不支持。

dubbo的spi有如下几个概念：

（1）**扩展点**：一个接口。

（2）**扩展**：扩展（接口）的实现。

（3）**扩展自适应实例：**其实就是一个Extension的代理，它实现了扩展点接口。在调用扩展点的接口方法时，会根据实际的参数来决定要使用哪个扩展。dubbo会根据接口中的参数，自动地决定选择哪个实现。

（4）**@SPI**:该注解作用于扩展点的接口上，表明该接口是一个扩展点。

（5）**@Adaptive：**@Adaptive注解用在扩展接口的方法上。表示该方法是一个自适应方法。Dubbo在为扩展点生成自适应实例时，如果方法有@Adaptive注解，会为该方法生成对应的代码。

dubbo的spi也会从某些固定的路径下去加载配置文件，并且配置的格式与java原生的不一样，类似于property文件的格式：

![255b2bae9b12f9fa0fc4edbaa4bd169b.png][]

下面将基于dubbo去实现一个简单的扩展实现。首先，要实现LoadBalance这个接口，当然这个接口是被注解标注的可以扩展的：

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

1 @SPI("random")
     2 public interface LoadBalance {
     3     @Adaptive({"loadbalance"})
     4     <T> Invoker<T> select(List<Invoker<T>> var1, URL var2, Invocation var3) throws RpcException;
     5 }
     6 
     7 public class DemoLoadBalance implements LoadBalance {
     8 
     9     @Override
    10     public <T> Invoker<T> select(List<Invoker<T>> invokers, URL url, Invocation invocation) throws RpcException {
    11         System.out.println("my demo loadBalance is used, hahahahh");
    12         return invokers.get(0);//选择第一个
    13     }
    14 }

![复制代码][48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png]

然后，需要在duboo SPI的扫描目录下，添加配置文件，注意配置文件的名称要和扩展点的接口名称对应起来：

![ac0f568f3d5c6e4375f40b1a2422676b.png][]

还需要在dubbo的spring配置中显式的声明，使用上面自己实现的负载均衡策略：

1  <dubbo:reference id="helloService" interface="com.dubbo.spi.demo.api.IHelloService" loadbalance="demo" />

然后，启动dubbo，调用service，就可以发现确实是使用了自定义的负载策略：

![817b4820e11c4560fea5ffd07d5c5887.png][]

至此，dubbo的spi的demo也完成了。

dubbo spi的原理和jdk的实现稍有不同，大概流程如下图，具体的实现读者可以自己了解下源码。

![aff763871142487611953d1829a1ce1b.png][]

## 6.总结 ##

关于spi的详解到此就结束了，总结下spi能带来的好处：

*  不需要改动源码就可以实现扩展，解耦。
 *  实现扩展对原来的代码几乎没有侵入性。
 *  只需要添加配置就可以实现扩展，符合开闭原则。

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