前言

最近在面試的時(shí)候被問(wèn)到SPI了，沒(méi)回答上來(lái)，主要也是自己的原因，把自己給帶溝里去了，因?yàn)橹v到了類加載器的雙親委派模型，后面就被問(wèn)到了有哪些是破壞了雙親委派模型的場(chǎng)景，然后我就說(shuō)到了SPI，JNDI，以及JDK9的模塊化都破壞了雙親委派。然后就被問(wèn)，那你說(shuō)說(shuō)對(duì)Java中的SPI的理解吧。然后我就一臉懵逼了，之前只是知道它會(huì)破壞雙親委派，也知道是個(gè)怎么回事，但是并沒(méi)有深入了解，那么這次我就好好的來(lái)總結(jié)一下這個(gè)知識(shí)吧。

什么是SPI

SPI全稱Service Provider Interface，字面意思是提供服務(wù)的接口，再解釋詳細(xì)一下就是Java提供的一套用來(lái)被第三方實(shí)現(xiàn)或擴(kuò)展的接口，實(shí)現(xiàn)了接口的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，讓第三方的實(shí)現(xiàn)類能像插件一樣嵌入到系統(tǒng)中。

咦。。。這個(gè)解釋感覺(jué)還是有點(diǎn)繞口。那就說(shuō)一下它的本質(zhì)。

將接口的實(shí)現(xiàn)類的全限定名配置在文件中（文件名是接口的全限定名），由服務(wù)加載器讀取配置文件，加載實(shí)現(xiàn)類。實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)為接口替換實(shí)現(xiàn)類。

SPI示例

還是舉例說(shuō)明吧。我們創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，然后創(chuàng)建一個(gè)module叫spi-interface。

在這個(gè)module中我們定義一個(gè)接口：

/** * @author jimoer **/public interface SpiInterfaceService { /** * 打印參數(shù) * @param parameter 參數(shù) */ void printParameter(String parameter);}

再定義一個(gè)module，名字叫spi-service-one，pom.xml中依賴spi-interface。在spi-service-one中定義一個(gè)實(shí)現(xiàn)類，實(shí)現(xiàn)SpiInterfaceService 接口。

package com.jimoer.spi.service.one;import com.jimoer.spi.app.SpiInterfaceService;/** * @author jimoer **/public class SpiOneService implements SpiInterfaceService { /** * 打印參數(shù) * * @param parameter 參數(shù) */ @Override public void printParameter(String parameter) { System.out.println('我是SpiOneService:'+parameter); }}

然后再spi-service-one的resources目錄下創(chuàng)建目錄META-INF/services，在此目錄下創(chuàng)建一個(gè)文件名稱為SpiInterfaceService接口的全限定名稱，文件內(nèi)容寫入SpiOneService這個(gè)實(shí)現(xiàn)類的全限定名稱。效果如下：

再創(chuàng)建一個(gè)module，名稱為：spi-service-one，也是依賴spi-interface，并且定義一個(gè)實(shí)現(xiàn)類SpiTwoService 來(lái)實(shí)現(xiàn)SpiInterfaceService 接口。

package com.jimoer.spi.service.two;import com.jimoer.spi.app.SpiInterfaceService;/** * @author jimoer **/public class SpiTwoService implements SpiInterfaceService { /** * 打印參數(shù) * * @param parameter 參數(shù) */ @Override public void printParameter(String parameter) { System.out.println('我是SpiTwoService:'+parameter); }}

目錄結(jié)構(gòu)如下：

下面再創(chuàng)建一個(gè)用來(lái)測(cè)試的module，名為：spi-app。

pom.xml中依賴spi-service-one和spi-service-two

<dependencies> <dependency> <groupId>com.jimoer.spi</groupId> <artifactId>spi-service-one</artifactId> <version>1.0-SNAPSHOT</version> </dependency> <dependency> <groupId>com.jimoer.spi</groupId> <artifactId>spi-service-two</artifactId> <version>1.0-SNAPSHOT</version> </dependency></dependencies>

創(chuàng)建測(cè)試類

/** * @author jimoer **/public class SpiService { public static void main(String[] args) { ServiceLoader<SpiInterfaceService> spiInterfaceServices = ServiceLoader.load(SpiInterfaceService.class); Iterator<SpiInterfaceService> iterator = spiInterfaceServices.iterator(); while (iterator.hasNext()){ SpiInterfaceService sip = iterator.next(); sip.printParameter('參數(shù)'); } }}

執(zhí)行結(jié)果：

我是SpiTwoService:參數(shù)我是SpiOneService:參數(shù)

通過(guò)運(yùn)行結(jié)果我們可以看到，已經(jīng)將SpiInterfaceService接口的所有實(shí)現(xiàn)都加載到了當(dāng)前項(xiàng)目中，并且執(zhí)行了調(diào)用。

這整個(gè)代碼結(jié)構(gòu)我們可以看出SPI機(jī)制將模塊的裝配放到了程序外面，就是說(shuō)，接口的實(shí)現(xiàn)可以在程序外面，只需要在使用的時(shí)候指定具體的實(shí)現(xiàn)。并且動(dòng)態(tài)的加載到自己的項(xiàng)目中。SPI機(jī)制的主要目的：一是為了解耦，將接口和具體實(shí)現(xiàn)分離開來(lái)；二是提高框架的擴(kuò)展性。以前寫程序的時(shí)候，接口和實(shí)現(xiàn)都寫在一起，調(diào)用方在使用的時(shí)候依賴接口來(lái)進(jìn)行調(diào)用，無(wú)權(quán)選擇使用具體的實(shí)現(xiàn)類。

SPI的實(shí)現(xiàn)

那么我們來(lái)看一下SPI具體是如何實(shí)現(xiàn)的呢？通過(guò)上面的例子，我們可以看到，SPI機(jī)制的核心代碼是下面這段：

ServiceLoader<SpiInterfaceService> spiInterfaceServices = ServiceLoader.load(SpiInterfaceService.class);

那么我們來(lái)看一下ServiceLoader.load()方法的源碼：

public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) { ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader(); return ServiceLoader.load(service, cl);}

看到Thread.currentThread().getContextClassLoader()；我就明白是怎么回事了，這個(gè)就是線程上下文類加載器，因?yàn)榫€程上下文類加載器就是為了做類加載雙親委派模型的逆序而創(chuàng)建的。

使用這個(gè)線程上下文類加載器去加載所需的SPI服務(wù)代碼，這是一種父類加載器去請(qǐng)求子類加載器完成類加載的行為，這種行為實(shí)際上是打通了，雙親委派模型的層次結(jié)構(gòu)來(lái)逆向使用類加載器，已經(jīng)違背了雙親委派模型的一般性原則，但也是無(wú)可奈何的事情。《深入理解Java虛擬機(jī)（第三版）》

雖然知道了它是破壞雙親委派的了，但是具體實(shí)現(xiàn)，還是需要具體往下看的。

在ServiceLoader里找到具體實(shí)現(xiàn)hasNext()的方法了，那么繼續(xù)來(lái)看這個(gè)方法的實(shí)現(xiàn)。

hasNext()方法又主要調(diào)用了hasNextService()方法。

// 固定路徑private static final String PREFIX = 'META-INF/services/';private boolean hasNextService() { if (nextName != null) { return true; } if (configs == null) { try { // 固定路徑+接口全限定名稱 String fullName = PREFIX + service.getName(); // 如果當(dāng)前線程上下文類加載器為空，會(huì)用父類加載器（默認(rèn)是應(yīng)用程序類加載器） if (loader == null) configs = ClassLoader.getSystemResources(fullName); else configs = loader.getResources(fullName); } catch (IOException x) { fail(service, 'Error locating configuration files', x); } } while ((pending == null) || !pending.hasNext()) { if (!configs.hasMoreElements()) { return false; } pending = parse(service, configs.nextElement()); } // 后面next()方法中判斷當(dāng)前類是否已經(jīng)出現(xiàn)化的時(shí)候要用 nextName = pending.next(); return true; }

主要就是去加載META-INF/services/路徑下的接口全限定名稱的文件然后去里面找到實(shí)現(xiàn)類的類路徑將實(shí)現(xiàn)類進(jìn)行類加載。

繼續(xù)看迭代器是如何取出每一個(gè)實(shí)現(xiàn)對(duì)象的。那就要看ServiceLoader中實(shí)現(xiàn)了迭代器的next()方法了。

next()方法主要是nextService()實(shí)現(xiàn)的，那么繼續(xù)看nextService()方法。

private S nextService() { if (!hasNextService()) throw new NoSuchElementException(); String cn = nextName; nextName = null; Class<?> c = null; try { // 直接加載類，無(wú)需初始化（因?yàn)樯厦鎕asNext()已經(jīng)初始化了）。 c = Class.forName(cn, false, loader); } catch (ClassNotFoundException x) { fail(service, 'Provider ' + cn + ' not found'); } if (!service.isAssignableFrom(c)) { fail(service, 'Provider ' + cn + ' not a subtype'); } try { // 將加載好的類實(shí)例化出對(duì)象。 S p = service.cast(c.newInstance()); providers.put(cn, p); return p; } catch (Throwable x) { fail(service, 'Provider ' + cn + ' could not be instantiated', x); } throw new Error(); // This cannot happen }

看到這里就可以明白了，是如何創(chuàng)建出對(duì)象的了。先在hasNext()將接口的實(shí)現(xiàn)類進(jìn)行加載并判斷是否存在接口的實(shí)現(xiàn)類，然后在next()方法中將實(shí)現(xiàn)類進(jìn)實(shí)例化。

Java中使用SPI機(jī)制的功能其實(shí)有很多，像JDBC、JNDI、以及Spring中也有使用，甚至RPC框架（Dubbo）中也有使用SPI機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。

以上就是Java中SPI的一些理解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java SPI的資料請(qǐng)關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章！