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程序員的成長(zhǎng)之路

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來自：https://c1n.cn/my8R6

SPI 機(jī)制應(yīng)用在了大家項(xiàng)目中的很多地方，在很多框架中也有普遍應(yīng)用，只不過很多人并沒有感知。

舉個(gè)例子，為什么我們?cè)陧?xiàng)目中引入 mysql-connector 的 jar 包，就可以直接連接 MySQL 數(shù)據(jù)庫了？

本篇文章就來介紹一下 SPI，聊聊 Java 、Spring、Dubbo 中的 SPI 機(jī)制。

SPI

SPI （ Service Provider Interface），是一種服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制。

SPI 的本質(zhì)是將接口的實(shí)現(xiàn)類的全限定名配置在文件中，并由服務(wù)加載器讀取配置文件，加載對(duì)應(yīng)接口的實(shí)現(xiàn)類。這樣就可以在運(yùn)行時(shí)，獲取接口的實(shí)現(xiàn)類。

通過這一特性，我們可以給很容易的通過 SPI 機(jī)制為程序提供拓展功能。

Java SPI

Java SPI 機(jī)制：

Java SPI 是“基于接口的編程＋策略模式＋配置文件”組合實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)加載機(jī)制。

設(shè)計(jì)一個(gè)接口，將接口的實(shí)現(xiàn)類寫在配置文件中，服務(wù)通過讀取配置文件來發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)類，進(jìn)行加載實(shí)例化然后使用。

配置文件路徑：classpath下的META-INF/services/

配置文件名：接口的全限定名

配置文件內(nèi)容：接口的實(shí)現(xiàn)類的全限定名

應(yīng)用舉例：

1、自定義接口

//?接口
public?interface?Superman?{
????void?introduce();
}

//?實(shí)現(xiàn)類1
public?class?IronMan?implements?Superman{
????@Override
????public?void?introduce()?{
????????System.out.println("我是鋼鐵俠！");
????}
}
//?實(shí)現(xiàn)類2
public?class?CaptainAmerica?implements?Superman?{
????@Override
????public?void?introduce()?{
????????System.out.println("我是美國(guó)隊(duì)長(zhǎng)！");
????}
}

配置文件：

測(cè)試：

public?static?void?main(String[]?args)?{
????ServiceLoader?serviceLoader?=?ServiceLoader.load(Superman.class);
????System.out.println("Java?SPI:");
????serviceLoader.forEach(Superman::introduce);
}

運(yùn)行結(jié)果：

2、java.sql.Driver 接口

MySQL 的實(shí)現(xiàn)：

看到這里，你應(yīng)該就知道開頭問題的答案了，mysql-connector 的 jar 包中正是通過 SPI 的方式實(shí)現(xiàn)了 java 的 Driver 接口，所以我們的服務(wù)可以在運(yùn)行時(shí)獲取到 mysql 的驅(qū)動(dòng)類，從而連接 mysql 。

Java SPI 原理：

Java SPI 的實(shí)現(xiàn)在 ServiceLoader 類：

這里截取部分代碼，有興趣的同學(xué)自行閱讀。

獲取prefix下的配置文件（包括 jar 包）：

Java SPI 總結(jié):

Java SPI 機(jī)制：為某個(gè)接口發(fā)現(xiàn)/尋找服務(wù)實(shí)現(xiàn)的機(jī)制。

優(yōu)點(diǎn)：

核心思想：解耦，使得第三方服務(wù)模塊的裝配控制的邏輯與調(diào)用者的業(yè)務(wù)代碼分離。可以根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)情況進(jìn)行使用或擴(kuò)展。

缺點(diǎn)：

1、獲取接口的實(shí)現(xiàn)類的方式不靈活
serviceLoader 只能通過 Iterator 形式遍歷獲取，不能根據(jù)參數(shù)獲取指定的某個(gè)實(shí)現(xiàn)類。

2、資源浪費(fèi)

serviceLoader 只能通過遍歷的方式將接口的實(shí)現(xiàn)類全部獲取、加載并實(shí)例化一遍。如果不想用某些實(shí)現(xiàn)類，它也被加載并實(shí)例化，造成浪費(fèi)。

Spring?SPI

與 JDK SPI 類似，相對(duì)于 Java 的 SPI 的優(yōu)勢(shì)在于：

Spring SPI 指定配置文件為 classpath 下的 META-INF/spring.factories，所有的拓展點(diǎn)配置放到一個(gè)文件中。

配置文件內(nèi)容為 key-value 類型，key 為接口的全限定名， value 為實(shí)現(xiàn)類的全限定名，可以為多個(gè)。

spring.factories 文件舉例：

應(yīng)用舉例:

以 dubbo 的使用舉例：

為什么我們?cè)陧?xiàng)目中引入 dubbo jar 包，application.yml 中配置 registry，provider 等，就可以直接通過使用 dubbo 的 Service 注解和 Reference 注解來使用 dubbo 服務(wù)了？

哪有什么歲月靜好，不過是有人替你負(fù)重前行。“負(fù)重前行的人”就是 "dubbo-spring-boot-starter" ?。其實(shí)就是用到了 spring SPI ：

以 EnableAutoConfiguration 的實(shí)現(xiàn)類 DubboAutoConfiguration 為例：

在 spring boot 啟動(dòng)過程中，在 SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(type, classLoader) ?這一步中會(huì)將 EnableAutoConfiguration 的實(shí)現(xiàn)類全部進(jìn)行加載、解析、初始化。

在實(shí)例化 EnableAutoConfiguration 的實(shí)現(xiàn)類時(shí)，會(huì)執(zhí)行實(shí)現(xiàn)類 dubboAutoConfiguration 中的具體邏輯，將 dubbo 服務(wù)啟動(dòng)并注冊(cè)到 spring 容器中。

DubboAutoConfiguration的大概實(shí)現(xiàn)：

讀取配置文件中的配置項(xiàng)值（配置項(xiàng)：DubboConfigConfiguration）生成多個(gè)配置 bean，掃描 dubbo @Service 和?@Reference 注解的類，生成對(duì)應(yīng)的 bean。

其實(shí)在我們使用的第三方依賴包中，很多都使用了 Spring SPI，如 dubbo，mybatis，redisson 等等。

Dubbo SPI

dubbo的 Filter、Protocol、Cluster、LoadBalance 等都是通過 SPI 的方式進(jìn)行拓展加載的。

特點(diǎn)：

1、dubbo SPI 為每個(gè)拓展點(diǎn)（接口）單獨(dú)設(shè)置一個(gè)文件，文件名為接口的全限定名。如org.apache.dubbo.rpc.Filter，org.apache.dubbo.rpc.Protocol，org.apache.dubbo.rpc.cluster.LoadBalance 等。

dubbo SPI 配置文件舉例：

2、支持"別名的概念“，可以通過別名獲取拓展點(diǎn)的某個(gè)實(shí)現(xiàn)。

配置文件內(nèi)容是 key -value 類型，key 是別名，value 是實(shí)現(xiàn)類的全限定名。

只使用指定的 filter ，就不會(huì)實(shí)例化其他 filter 。

3、支持 Dubbo 內(nèi)部的依賴注入

Dubbo IOC

通過 setter 方法進(jìn)行依賴注入。Dubbo 首先會(huì)通過反射獲取到實(shí)例的所有方法，然后再遍歷方法列表，檢測(cè)方法名是否具有 setter 方法特征。若有，則通過 ObjectFactory 獲取依賴對(duì)象，最后通過反射調(diào)用 setter 方法將依賴設(shè)置到目標(biāo)對(duì)象中。

實(shí)現(xiàn)：

dubbo SPI 的實(shí)現(xiàn)在 ExtensionLoader 這個(gè)類。

以獲取所有的 dubbo Filter 為例：

1、首先獲取 Filter 的 ExtensionLoader

ExtensionLoader.getExtensionLoader(Filter.class)

2、由 ExtensionLoader 從配置文件中加載所有的拓展類