什么是JDK的SPI机制

什么是SPI和API

Application Programming Interface (API)?

• The API is the description of classes/interfaces/methods/... that you call and use to achieve a goal, and

• the SPI is the description of classes/interfaces/methods/... that you extend and implement to achieve a goal.

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。

首先放个图：我们在“调用方”和“实现方”之间需要引入“接口”，可以思考一下什么情况应该把接口放入调用方，什么时候可以把接口归为实现方。

先来看看接口属于实现方的情况，这个很容易理解，实现方提供了接口和实现，我们可以引用接口来达到调用某实现类的功能，这就是我们经常说的api，它具有以下特征：

1. 是对实现的说明（我可以给你提供什么）

2. 组织上位于实现方所在的包中

3. 实现和接口在一个包中

当接口属于调用方时，我们就将其称为spi，全称为：service provider interface，spi的规则如下：

1. 是对实现的约束(要提供这个功能，实现者需要做那些事情)

2. 组织上位于调用方所在的包中

3. 实现位于独立的包中（也可认为在提供方中）

简而言之

API会告诉您特定的类/方法为您执行什么操作，而SPI则告诉您必须执行哪些操作才能符合要求。通常，API和SPI是分开的。例如，在JDBC中，Driver类是SPI的一部分：如果只想使用JDBC，则不需要直接使用它，但是实现JDBC驱动程序的每个人都必须实现该类。但是，有时它们会重叠。Connection接口既是SPI，又是API：您在使用JDBC驱动程序时通常会使用它，并且需要由JDBC驱动程序的开发人员来实现。

JDK

在jdk6里面引进的一个新的特性ServiceLoader，从官方的文档来说，它主要是用来装载一系列的service provider。而且ServiceLoader可以通过service provider的配置文件来装载指定的service provider。当服务的提供者，提供了服务接口的一种实现之后，我们只需要在jar包的META-INF/services/目录里同时创建一个以服务接口命名的文件。该文件里就是实现该服务接口的具体实现类。而当外部程序装配这个模块的时候，就能通过该jar包META-INF/services/里的配置文件找到具体的实现类名，并装载实例化，完成模块的注入。 可能上面讲的有些抽象，下面就结合一个示例来具体讲讲。

public interface Search {
    public List<String> searchDoc(String keyword);   
}

文件搜索实现

public class FileSearch implements Search{
    @Override
    public List<String> searchDoc(String keyword) {
        System.out.println("文件搜索 "+keyword);
        return null;
    }
}

数据库搜索实现

public class DatabaseSearch implements Search{
    @Override
    public List<String> searchDoc(String keyword) {
        System.out.println("数据搜索 "+keyword);
        return null;
    }
}

接下来可以在resources下新建META-INF/services/目录，然后新建接口全限定名的文件：com.cainiao.ys.spi.learn.Search，里面加上我们需要用到的实现类

com.github.spi.learn.FileSearch

测试

public class TestCase {
    public static void main(String[] args) {
        ServiceLoader<Search> s = ServiceLoader.load(Search.class);
        Iterator<Search> iterator = s.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
           Search search =  iterator.next();
           search.searchDoc("hello world");
        }
    }
}

可以看到输出结果：文件搜索 hello world

如果在com.github.spi.learn.Search文件里写上两个实现类，那最后的输出结果就是两行了。 这就是因为ServiceLoader.load(Search.class)在加载某接口时，会去META-INF/services下找接口的全限定名文件，再根据里面的内容加载相应的实现类。

这就是spi的思想，接口的实现由provider实现，provider只用在提交的jar包里的META-INF/services下根据平台定义的接口新建文件，并添加进相应的实现类内容就好。

那为什么配置文件为什么要放在META-INF/services下面？ 可以打开ServiceLoader的代码，里面定义了文件的PREFIX如下：

private static final String PREFIX = "META-INF/services/"

Java SPI的使用很简单。也做到了基本的加载扩展点的功能。但Java SPI有以下的不足:

• 需要遍历所有的实现，并实例化，然后我们在循环中才能找到我们需要的实现。

• 配置文件中只是简单的列出了所有的扩展实现，而没有给他们命名。导致在程序中很难去准确的引用它们。

• 扩展如果依赖其他的扩展，做不到自动注入和装配

• 不提供类似于Spring的IOC和AOP功能

• 扩展很难和其他的框架集成，比如扩展里面依赖了一个Spring bean，原生的Java SPI不支持