Java SPI机制详解

1、什么是SPI?

   SPI 全称为 (Service Provider Interface) ,是JDK内置的一种服务提供发现机制。SPI是一种动态替换发现的机制, 比如有个接口,想运行时动态的给它添加实现,你只需要添加一个实现。我们经常遇到的就是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。

​ 如上图所示,接口对应的抽象SPI接口;实现方实现SPI接口;调用方依赖SPI接口。

​ SPI接口的定义在调用方,在概念上更依赖调用方;组织上位于调用方所在的包中,实现位于独立的包中。

​ 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中查找服务实现的工具类是:java.util.ServiceLoader。

2、SPI的用途

​ 数据库DriverManager、Spring、ConfigurableBeanFactory等都用到了SPI机制,这里以数据库DriverManager为例,看一下其实现的内幕。

​ DriverManager是jdbc里管理和注册不同数据库driver的工具类。针对一个数据库,可能会存在着不同的数据库驱动实现。我们在使用特定的驱动实现时,不希望修改现有的代码,而希望通过一个简单的配置就可以达到效果。 在使用mysql驱动的时候,会有一个疑问,DriverManager是怎么获得某确定驱动类的?我们在运用Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")加载mysql驱动后,就会执行其中的静态代码把driver注册到DriverManager中,以便后续的使用。

Driver实现

package com.mysql.jdbc;

import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException; public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {
public Driver() throws SQLException {
} static {
try {
DriverManager.registerDriver(new Driver());
} catch (SQLException var1) {
throw new RuntimeException("Can't register driver!");
}
}
}

驱动的类的静态代码块中,调用DriverManager的注册驱动方法new一个自己当参数传给驱动管理器。

Mysql DriverManager实现

    /**
* Load the initial JDBC drivers by checking the System property
* jdbc.properties and then use the {@code ServiceLoader} mechanism
*/
static {
loadInitialDrivers();
println("JDBC DriverManager initialized");
}

可以看到其内部的静态代码块中有一个loadInitialDrivers方法,loadInitialDrivers用法用到了上文提到的spi工具类ServiceLoader:

private static void loadInitialDrivers() {
String drivers;
try {
drivers = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<String>() {
public String run() {
return System.getProperty("jdbc.drivers");
}
});
} catch (Exception ex) {
drivers = null;
}
// If the driver is packaged as a Service Provider, load it.
// Get all the drivers through the classloader
// exposed as a java.sql.Driver.class service.
// ServiceLoader.load() replaces the sun.misc.Providers() AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
public Void run() { ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator(); /* Load these drivers, so that they can be instantiated.
* It may be the case that the driver class may not be there
* i.e. there may be a packaged driver with the service class
* as implementation of java.sql.Driver but the actual class
* may be missing. In that case a java.util.ServiceConfigurationError
* will be thrown at runtime by the VM trying to locate
* and load the service.
*
* Adding a try catch block to catch those runtime errors
* if driver not available in classpath but it's
* packaged as service and that service is there in classpath.
*/
try{
while(driversIterator.hasNext()) {
driversIterator.next();
}
} catch(Throwable t) {
// Do nothing
}
return null;
}
});
println("DriverManager.initialize: jdbc.drivers = " + drivers); if (drivers == null || drivers.equals("")) {
return;
}
String[] driversList = drivers.split(":");
println("number of Drivers:" + driversList.length);
for (String aDriver : driversList) {
try {
println("DriverManager.Initialize: loading " + aDriver);
Class.forName(aDriver, true,
ClassLoader.getSystemClassLoader());
} catch (Exception ex) {
println("DriverManager.Initialize: load failed: " + ex);
}
}

先查找jdbc.drivers属性的值,然后通过SPI机制查找驱动

public final class ServiceLoader<S>
implements Iterable<S>
{ private static final String PREFIX = "META-INF/services/";
private boolean hasNextService() {
if (nextName != null) {
return true;
}
if (configs == null) {
try {
String fullName = PREFIX + service.getName();
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());
}
nextName = pending.next();
return true;
}

可以看到加载META-INF/services/ 文件夹下类名为文件名(这里相当于Driver.class.getName())的资源,然后将其加载到虚拟机。

注释有这么一句“Load these drivers, so that they can be instantiated.” 意思是加载SPI扫描到的驱动来触发他们的初始化。即触发他们的static代码块

/**
* Registers the given driver with the {@code DriverManager}.
* A newly-loaded driver class should call
* the method {@code registerDriver} to make itself
* known to the {@code DriverManager}. If the driver is currently
* registered, no action is taken.
*
* @param driver the new JDBC Driver that is to be registered with the
* {@code DriverManager}
* @param da the {@code DriverAction} implementation to be used when
* {@code DriverManager#deregisterDriver} is called
* @exception SQLException if a database access error occurs
* @exception NullPointerException if {@code driver} is null
* @since 1.8
*/
public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver,
DriverAction da)
throws SQLException { /* Register the driver if it has not already been added to our list */
if(driver != null) {
registeredDrivers.addIfAbsent(new DriverInfo(driver, da));
} else {
// This is for compatibility with the original DriverManager
throw new NullPointerException();
} println("registerDriver: " + driver); }

将自己注册到驱动管理器的驱动列表中

public class DriverManager {

    // List of registered JDBC drivers
private final static CopyOnWriteArrayList<DriverInfo> registeredDrivers = new CopyOnWriteArrayList<>();

当获取连接的时候调用驱动管理器的连接方法从列表中获取。

  @CallerSensitive
public static Connection getConnection(String url,
String user, String password) throws SQLException {
java.util.Properties info = new java.util.Properties(); if (user != null) {
info.put("user", user);
}
if (password != null) {
info.put("password", password);
} return (getConnection(url, info, Reflection.getCallerClass()));
}
 private static Connection getConnection(
String url, java.util.Properties info, Class<?> caller) throws SQLException {
/*
* When callerCl is null, we should check the application's
* (which is invoking this class indirectly)
* classloader, so that the JDBC driver class outside rt.jar
* can be loaded from here.
*/
ClassLoader callerCL = caller != null ? caller.getClassLoader() : null;
synchronized(DriverManager.class) {
// synchronize loading of the correct classloader.
if (callerCL == null) {
callerCL = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
}
} if(url == null) {
throw new SQLException("The url cannot be null", "08001");
} println("DriverManager.getConnection(\"" + url + "\")"); // Walk through the loaded registeredDrivers attempting to make a connection.
// Remember the first exception that gets raised so we can reraise it.
SQLException reason = null; for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) {
// If the caller does not have permission to load the driver then
// skip it.
if(isDriverAllowed(aDriver.driver, callerCL)) {
try {
println(" trying " + aDriver.driver.getClass().getName());
Connection con = aDriver.driver.connect(url, info);
if (con != null) {
// Success!
println("getConnection returning " + aDriver.driver.getClass().getName());
return (con);
}
} catch (SQLException ex) {
if (reason == null) {
reason = ex;
}
} } else {
println(" skipping: " + aDriver.getClass().getName());
} } // if we got here nobody could connect.
if (reason != null) {
println("getConnection failed: " + reason);
throw reason;
} println("getConnection: no suitable driver found for "+ url);
throw new SQLException("No suitable driver found for "+ url, "08001");
}
private static boolean isDriverAllowed(Driver driver, ClassLoader classLoader) {
boolean result = false;
if(driver != null) {
Class<?> aClass = null;
try {
aClass = Class.forName(driver.getClass().getName(), true, classLoader);
} catch (Exception ex) {
result = false;
} result = ( aClass == driver.getClass() ) ? true : false;
} return result;
}

Java SPI机制详解的更多相关文章

  1. Java 反射机制详解(下)

    续:Java 反射机制详解(上) 三.怎么使用反射 想要使用反射机制,就必须要先获取到该类的字节码文件对象(.class),通过字节码文件对象,就能够通过该类中的方法获取到我们想要的所有信息(方法,属 ...

  2. Java 反射机制详解(上)

    一.什么是反射 JAVA反射机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法:对于任意一个对象,都能够调用它的任意方法和属性:这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java ...

  3. java异常处理机制详解

    java异常处理机制详解 程序很难做到完美,不免有各种各样的异常.比如程序本身有bug,比如程序打印时打印机没有纸了,比如内存不足.为了解决这些异常,我们需要知道异常发生的原因.对于一些常见的异常,我 ...

  4. Java反射机制详解

    Java反射机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法:对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法和属性:这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为Java语言的反 ...

  5. Java GC机制详解

    垃圾收集 Garbage Collection 通常被称为“GC”,本文详细讲述Java垃圾回收机制. 导读: 1.什么是GC 2.GC常用算法 3.垃圾收集器 4.finalize()方法详解 5. ...

  6. java反射机制详解 及 Method.invoke解释

    JAVA反射机制 JAVA反射机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法:对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法:这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为ja ...

  7. Java反射机制详解(3) -java的反射和代理实现IOC模式 模拟spring

    IOC(Inverse of Control) 可翻译为“控制反转”,但大多数人都习惯将它称为“依赖注入”.在Spring中,通过IOC可以将实现类.参数信息等配置在其对应的配置文件中,那么当 需要更 ...

  8. Java反射机制详解(1) -反射定义

    首先,我们在开始前提出一个问题: 1.在运行时,对于一个java类,能否知道属性和方法:能否去调用它的任意方法? 答案是肯定的. 本节所有目录如下: 什么是JAVA的反射机制 JDK中提供的Refle ...

  9. [转]Java反射机制详解

    目录 1反射机制是什么 2反射机制能做什么 3反射机制的相关API ·通过一个对象获得完整的包名和类名 ·实例化Class类对象 ·获取一个对象的父类与实现的接口 ·获取某个类中的全部构造函数 - 详 ...

随机推荐

  1. C# Wpf 文件保存对话框

    C# Wpf库中无文件保存对话框,需引用winform,引用winform后多处提示引用不明确,将winform引用改别名. // 引用winform,改别名 using Forms = System ...

  2. iOS常见遍历方法汇总

    一.for循环 NSArray *iosArray = @[@"L", @"O", @"V", @"E", @" ...

  3. NET 5 Cron表达式

    cron表达式通过特定的规则指定时间,用于定时任务 1. 整体结构 cron表达式是一个字符串,分为6或7个域,每两个域之间用空格分隔,其语法格式为: "秒域 分域 时域 日域 月域 周域 ...

  4. Asp.net webapi 判断请求参数是否为空简易方法 Model Validation 判断请求参数是否为空

    通常情况下,对于那些经常为别人提供数据接口的开发人员来说,对于调用方传递过来的参数都会有验证处理.例如: if (string.IsNullOrEmpty(entity.Name)) { //当姓名为 ...

  5. c# 递归 yield关键字的用法

    1.yield实现的功能 yield return: 先看下面的代码,通过yield return实现了类似用foreach遍历数组的功能,说明yield return也是用来实现迭代器的功能的. u ...

  6. Python将GIF图片转换成png图片帧

    效果图: 转换之后保存到文件夹中: 代码如下:(第三方库pillow,安装方法:在cmd中输入:  pip install pillow) from PIL import Image import o ...

  7. Kafka 消费组消费者分配策略

    body { margin: 0 auto; font: 13px / 1 Helvetica, Arial, sans-serif; color: rgba(68, 68, 68, 1); padd ...

  8. windows7 错误0xc00000ba;无法进入系统;

    事件背景:电脑windows7 错误0xc00000ba无法进系统:无法进入安全模式:无法进入最后一次正确配置: 事件处理:提示系统文件丢失,注册表异常:知乎有人提及更换WS2_32.DLL; 使用P ...

  9. 电脑加载有文件的CD、DVD驱动器图标修改

    CD的图标有一定限制,不知道你说的是有盘状态还是默认的状态.插入光盘状态:用autorun.inf格式:[autorun]open=Install.exe 点击光盘时的起动程序icon=Autorun ...

  10. php 二位数组 转一维数组

    $result = []; array_map(function ($value) use (&$result) { $result = array_merge($result, array_ ...