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深入学习Java中的SPI机制

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概述

SPI(Service Provider Interface),是JDK内置的一种服务提供发现机制,可以用来启用框架扩展和替换组件,主要是被框架的开发人员使用,比如java.sql.Driver接口,其他不同厂商可以针对同一接口做出不同的实现,MySQL和PostgreSQL都有不同的实现提供给用户,而Java的SPI机制可以为某个接口寻找服务实现。

Java中SPI机制主要思想是将装配的控制权移到程序之外,在模块化设计中这个机制尤其重要,其核心思想就是解耦。

SPI整体机制图如下

当服务的提供者提供了一种接口的实现之后,需要在classpath下的META-INF/services/目录里创建一个以服务接口命名的文件,这个文件里的内容就是这个接口的具体的实现类。当其他的程序需要这个服务的时候,就可以通过查找这个jar包(一般都是以jar包做依赖)的META-INF/services/中的配置文件,配置文件中有接口的具体实现类名,可以根据这个类名进行加载实例化,就可以使用该服务了。JDK中查找服务的实现的工具类是:java.util.ServiceLoader。

java.util.ServiceLoader

首先,ServiceLoader实现了Iterable接口,所以它有迭代器的属性,这里主要都是实现了迭代器的hasNext和next方法。这里主要都是调用的lookupIterator的相应hasNext和next方法,lookupIterator是懒加载迭代器。

其次,LazyIterator中的hasNext方法,静态变量PREFIX就是”META-INF/services/”目录,这也就是为什么需要在classpath下的META-INF/services/目录里创建一个以服务接口命名的文件。

最后,通过反射方法Class.forName()加载类对象,并用newInstance方法将类实例化,并把实例化后的类缓存到providers对象中,(LinkedHashMap<String,S>类型) 然后返回实例对象。

demo

//定义一个接口HelloSPI。
package com.vivo.study.spidemo.spi;
public interface HelloSPI {
  void sayHello();
}
//完成接口的多个实现。
package com.vivo.study.spidemo.spi.impl;
import com.vivo.study.spidemo.spi.HelloSPI;
public class ImageHello implements HelloSPI {
  public void sayHello() {
    System.out.println("Image Hello");
  }
}
package com.vivo.study.spidemo.spi.impl;
import com.vivo.study.spidemo.spi.HelloSPI;
public class TextHello implements HelloSPI {
  public void sayHello() {
    System.out.println("Text Hello");
  }
}
//在META-INF/services/目录里创建一个以com.vivo.study.spidemo.spi.HelloSPI的文件,这个文件里的内容就是这个接口的具体的实现类。
内容如下
com.vivo.study.spidemo.spi.impl.ImageHello
com.vivo.study.spidemo.spi.impl.TextHello
// 使用 ServiceLoader 来加载配置文件中指定的实现
package com.vivo.study.spidemo.test
import java.util.ServiceLoader;
import com.vivo.study.spidemo.spi.HelloSPI;
public class SPIDemo {
  public static void main(String[] args) {
    ServiceLoader<HelloSPI> serviceLoader = ServiceLoader.load(HelloSPI.class);
    // 执行不同厂商的业务实现,具体根据业务需求配置
    for (HelloSPI helloSPI : serviceLoader) {
      helloSPI.sayHello();
    }
  }
}
//输出结果如下:
Image Hello
Text Hello

不足

1.不能按需加载,需要遍历所有的实现,并实例化,然后在循环中才能找到我们需要的实现。如果不想用某些实现类,或者某些类实例化很耗时,它也被载入并实例化了,这就造成了浪费。

2.获取某个实现类的方式不够灵活,只能通过 Iterator 形式获取,不能根据某个参数来获取对应的实现类。

3.多个并发多线程使用 ServiceLoader 类的实例是不安全的。

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