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这才是你应该了解的 Java SPI 机制!

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什么是 SPI

在具体分析之前还是先了解下 SPI 是什么?

首先它其实是 Service provider interface 的简写,翻译成中文就是服务提供发现接口。

不过这里不要被这个名词搞混了,这里的服务发现和我们常听到的微服务中的服务发现并不能划等号。

就如同上文提到的对 IOC 容器的多种实现方式 A、B、C(可以把它们理解为服务),我需要在运行时知道应该使用哪一种具体的实现。

其实本质上来说这就是一种典型的面向接口编程,这一点在我们刚开始学习编程的时候就被反复强调了。

SPI 实践

接下来我们来如何来利用 SPI 实现刚才提到的可拔插 IOC 容器。

既然刚才都提到了 SPI 的本质就是面向接口编程,所以自然我们首先需要定义一个接口:

其中包含了一些 Bean 容器所必须的操作:注册、获取、释放 bean。

为了让其他人也能实现自己的 IOC 容器,所以我们将这个接口单独放到一个 Module 中,可供他人引入实现。

所以当我要实现一个单例的 IOC 容器时,我只需要新建一个 Module 然后引入刚才的模块并实现 CicadaBeanFactory 接口即可。

当然其中最重要的则是需要在 resources 目录下新建一个 META-INF/services/top.crossoverjie.cicada.base.bean.CicadaBeanFactory 文件,文件名必须得是我们之前定义接口的全限定名(SPI 规范)。

其中的内容便是我们自己实现类的全限定名:

top.crossoverjie.cicada.bean.ioc.CicadaIoc

可以想象最终会通过这里的全限定名来反射创建对象。

只不过这个过程 Java 已经提供 API 屏蔽掉了:


  
  1. public static CicadaBeanFactory getCicadaBeanFactory() {
  2. ServiceLoader<CicadaBeanFactory> cicadaBeanFactories = ServiceLoader.load(CicadaBeanFactory.class);
  3. if (cicadaBeanFactories.iterator().hasNext()){
  4. return cicadaBeanFactories.iterator().next() ;
  5. }
  6. return new CicadaDefaultBean();
  7. }

当 classpath 中存在我们刚才的实现类(引入实现类的 jar 包),便可以通过 java.util.ServiceLoader 工具类来找到所有的实现类(可以有多个实现类同时存在,只不过通常我们只需要一个)。


一些都准备好之后,使用自然就非常简单了。


  
  1. <dependency>
  2. <groupId>top.crossoverjie.opensource </groupId>
  3. <artifactId>cicada-ioc </artifactId>
  4. <version>2.0.4 </version>
  5. </dependency>

我们只需要引入这个依赖便能使用它的实现,当我们想换一种实现方式时只需要更换一个依赖即可。

这样就做到了不修改一行代码灵活的可拔插选择 IOC 容器了。

SPI 的一些其他应用

虽然平时并不会直接使用到 SPI 来实现业务,但其实我们使用过的绝大多数框架都会提供 SPI 接口方便使用者扩展自己的功能。

比如 Dubbo 中提供一系列的扩展: 

同类型的 RPC 框架 motan 中也提供了响应的扩展: 

他们的使用方式都和 Java SPI 非常类似,只不过原理略有不同,同时也新增了一些功能。

比如 motan 的 spi 允许是否为单例等等。

再比如 MySQL 的驱动包也是利用 SPI 来实现自己的连接逻辑。

总结

Java 自身的 SPI 其实也有点小毛病,比如:

  • 遍历加载所有实现类效率较低。
  • 当多个 ServiceLoader 同时 load 时会有并发问题(虽然没人这么干)。

最后总结一下,SPI 并不是某项高深的技术,本质就是面向接口编程,而面向接口本身在我们日常开发中也是必备技能,所以了解使用 SPI 也是很用处的。

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