背景介绍

提起SPI机制,可能很多人不太熟悉,它是由JDK直接提供的,全称为:Service Provider Interface。而在平时的使用过程中也很少遇到,但如果你阅读一些框架的源码时,会发现它的有点无处不在的感觉。比如我们经常使用的spring框架,其spring-web包下就在使用该机制。

还有我们每个项目都离不开的日志框架log4j和数据库驱动框架中也同样的使用着SPI机制。



这么看来,SPI机制可谓无处不在,那么今天这篇文章就带大家揭开它的神秘面纱。

什么是SPI机制

SPI机制,全称 Service Provider Interface,是Java提供的一套用来被第三方实现或者扩展的API,可以用来启用框架扩展和替换组件,它的核心类是java.util.ServiceLoader。

在大型系统设计中,开闭原则和解耦是必不可少的,而SPI机制的核心便是解耦合。通过SPI机制,将实现类隐藏在接口后面,根据需要寻找服务实现,SPI就提供了这样的服务发现机制。

Effective Java中也提到SPI是一种将服务接口与服务实现分离以达到解耦、大大提升了程序可扩展性的机制。引入服务提供者就是引入了SPI接口的实现者,通过本地的注册发现获取到具体的实现类,轻松可插拔。

使用场景

在最开始的背景介绍中,我们已经在不同的框架中发现SPI的身影。可以说在针对“调用者根据实际需要,使用不同框架的实现策略”中非常有用。

比如,我们日常使用是数据库驱动,会提供统一的规范(java.sql.Driver),各数据库服务商提供对应数据库的逻辑实现。当使用到该数据库时,直接引入不同的SPI服务实现即可。

常见场景:

  • Spring框架中有大量实现,如上图中Spring对servlet3.0规范的ServletContainerInitializer的实现。
  • 数据库驱动程序加载不同数据库的实现,如上图中java.sql.Driver接口的实现。
  • 日志框架log4j中的实现。
  • Dubbo中实现框架扩展的实现。

使用规范

下面了解一下使用SPI的基本规范步骤:

  • 服务提供者定义对外接口及方法,比如数据库驱动会提供一个java.sql.Driver的接口。
  • 针对定义的接口,提供一个实现类。
  • 在项目或jar包的META-INF/services目录下,创建一个文本文件:名称为接口的“全限定名”,内容为实现类的全限定名。上面的截图中其实已经可以发现,统一都是如此。
  • 服务调用者引入该项目的jar包,并将其放置于classpath下。
  • 服务调用者通过核心API java.util.ServiceLoader来动态加载该实现,主要就是扫描classpath下所有jar包内META-INF/services目录下,按照指定格式定义的文件,并把其中类进行加载。
  • 由于SPI机制使用的过程中无法进行传递构造参数,因此需提供一个无参的构造方法。

具体实例

下面以订阅公众号为例,来演示SPI机制的使用。为了方便起见,服务使用者和服务提供者放在了同一个项目内,正常来说,服务提供者单独定义接口及实现,然后通过jar包的形式引入到服务调用者项目中。

首先,创建项目,定义接口Subscribe,并提供一个follow方法。

public interface Subscribe {
void follow();
}

然后,定义两个实现类:MySubscribe和OtherSubscribe。

public class MySubscribe implements Subscribe {
@Override
public void follow() {
System.out.println("关注了公众号:程序新视界!");
}
} public class OtherSubscribe implements Subscribe {
@Override
public void follow() {
System.out.println("关注了其他公众号!");
}
}

然后,在resources目录下依次创建META-INF/services目录,并在目录下创建名称为:com.secbro2.Subscribe的文件。文件内容为:

com.secbro2.impl.MySubscribe
com.secbro2.impl.OtherSubscribe

最后,编写main方法进行调用,main方法相当于SPI机制中的调用者。

public class Call {

	public static void main(String[] args) {
ServiceLoader<Subscribe> services = ServiceLoader.load(Subscribe.class);
for (Subscribe sub : services) {
sub.follow();
}
}
}

执行main方法,打印如下内容:

关注了公众号:程序新视界!
关注了其他公众号!

ServiceLoader源码解析

顺便我们看一下ServiceLoader的源码信息,首先通过常量的定义,我们可以看到为什么要将文件配置在META-INF/services下了。

public final class ServiceLoader<S> implements Iterable<S>{
private static final String PREFIX = "META-INF/services/";
}

整个类的源码就不全部贴出了,简单介绍一下该类的基本操作流程。

  • 通过ServiceLoader的load(Class<S> service)方法进入程序内部;
  • 上面load方法内获得到ClassLoader,并再此调用内部的load(Class<S> service,lassLoader loader)方法,该方法内会创建ServiceLoader对象,并初始化一些常量。
  • ServiceLoader的构造方法内会调用reload方法,来清理缓存,初始化LazyIterator,注意此处是Lazy,也就懒加载。此时并不会去加载文件下的内容。
  • 当遍历器被遍历时,才会去读取配置文件。

关于读取META-INF/services下配置文件的核心代码如下:

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);
}

同过以上代码我们会发现,其实ServiceLoader扫描了所有jar包下的配置文件。然后通过解析全限定名获得,并在遍历时通过Class.forName进行实例化。

小结

经过上面的讲解和示例,大家已经了解整个SPI机制的使用,但SPI机制并不是万能的,它也有自身的缺点。比如,虽然它采用了懒加载,在真正遍历使用的时候才会去加载类,但每次基本上都是将全部的类遍历一遍并进行实例化,这也造成了不必要的浪费。另外,它是非线程安全的。

原文链接:《Java SPI机制实战详解及源码分析

Java SPI机制实战详解及源码分析的更多相关文章

  1. Android应用AsyncTask处理机制详解及源码分析

    1 背景 Android异步处理机制一直都是Android的一个核心,也是应用工程师面试的一个知识点.前面我们分析了Handler异步机制原理(不了解的可以阅读我的<Android异步消息处理机 ...

  2. 【转载】Android应用AsyncTask处理机制详解及源码分析

    [工匠若水 http://blog.csdn.net/yanbober 转载烦请注明出处,尊重分享成果] 1 背景 Android异步处理机制一直都是Android的一个核心,也是应用工程师面试的一个 ...

  3. Spring Boot启动命令参数详解及源码分析

    使用过Spring Boot,我们都知道通过java -jar可以快速启动Spring Boot项目.同时,也可以通过在执行jar -jar时传递参数来进行配置.本文带大家系统的了解一下Spring ...

  4. 线程池底层原理详解与源码分析(补充部分---ScheduledThreadPoolExecutor类分析)

    [1]前言 本篇幅是对 线程池底层原理详解与源码分析  的补充,默认你已经看完了上一篇对ThreadPoolExecutor类有了足够的了解. [2]ScheduledThreadPoolExecut ...

  5. SpringMVC异常处理机制详解[附带源码分析]

    目录 前言 重要接口和类介绍 HandlerExceptionResolver接口 AbstractHandlerExceptionResolver抽象类 AbstractHandlerMethodE ...

  6. 【转载】Android异步消息处理机制详解及源码分析

    PS一句:最终还是选择CSDN来整理发表这几年的知识点,该文章平行迁移到CSDN.因为CSDN也支持MarkDown语法了,牛逼啊! [工匠若水 http://blog.csdn.net/yanbob ...

  7. SpringMVC视图机制详解[附带源码分析]

    目录 前言 重要接口和类介绍 源码分析 编码自定义的ViewResolver 总结 参考资料 前言 SpringMVC是目前主流的Web MVC框架之一. 如果有同学对它不熟悉,那么请参考它的入门bl ...

  8. Servlet容器Tomcat中web.xml中url-pattern的配置详解[附带源码分析]

    目录 前言 现象 源码分析 实战例子 总结 参考资料 前言 今天研究了一下tomcat上web.xml配置文件中url-pattern的问题. 这个问题其实毕业前就困扰着我,当时忙于找工作. 找到工作 ...

  9. Hadoop RCFile存储格式详解(源码分析、代码示例)

    RCFile   RCFile全称Record Columnar File,列式记录文件,是一种类似于SequenceFile的键值对(Key/Value Pairs)数据文件.   关键词:Reco ...

随机推荐

  1. JQ的offset().top与JS的getBoundingClientRect区别详解,JS获取元素距离视窗顶部可变距离

     壹 ❀ 引 我在 JQ的offset().top与js的offsetTop区别详解 这篇博客中详细分析了JQ方法offset().top与JS属性offsetTop的区别,并得出了一条offset( ...

  2. 批量装机工具cobbler简介及其安装使用

    前言:如果仅有几台机器的话,使用U盘或者光盘装起来还不是很费事,一旦数量到了一定程度,使用手动方法就是一件费时费力的事,PXE+kistart就可以解决这个问题,降低难度,加快速度,而cobbler更 ...

  3. Git原理入门解析

    前言: 之前听过公司大佬分享过 Git 原理之后就想来自己总结一下,最近一忙起来就拖得久了,本来想塞更多的干货,但是不喜欢拖太久,所以先出一版足够入门的: 一.Git 简介 Git 是当前流行的分布式 ...

  4. SSM整合3(springMVC+mybatis)

    一.RequestMapping URL路径映射:置于方法上,可多个URL映射同一个方法,格式:@RequestMapping(value="item")或@RequestMapp ...

  5. linux学习(四)复制(cp)移动(mv)删除(rm)查找(find)文件、文件夹操作、软硬链接的区别

    目录 复制文件 mv命令 rm命令 touch 命令 file命令 find命令 grep命令 mkdir命令 rmdir命令 @(复制移动删除查找文件.软硬链接的区别) 复制文件 cp命令用于复制文 ...

  6. PHP对URL进行字符串编码

    urlencode($url1) urldecode($url) //对URL进行字符串编码和解码 $url1 = 'https://www.baidu.com/uploade/img/123.png ...

  7. php对微信支付回调处理的方法(合集)

    支付完成后,微信会把相关支付结果和用户信息发送给商户,商户需要接收处理,并返回应答. 对后台通知交互时,如果微信收到商户的应答不是成功或超时,微信认为通知失败,微信会通过一定的策略定期重新发起通知,尽 ...

  8. Linux下磁盘实战操作命令

    企业真实场景由于硬盘常年大量读写,经常会出现坏盘,需要更换硬盘.或者由于磁盘空间不足,需添加新硬盘,新添加的硬盘需要经过格式化.分区才能被 Linux 系统所使用. 虚拟机 CentOS 7 Linu ...

  9. Python爬虫(学习准备)

    编码格式的认识: 字符:各种文字和符号的统称 字符集:多个字符的集合 字符集包括:ASCII字符集,GB2312字符集,GB18030,Unicode字符集等 1个字符ASCII编码占1个字节,用Un ...

  10. 失败的一天(找bug)

    前天早上来到实验室,准备抓紧时间写写代码,毕竟第二天就是组会了.点了一下鼠标,发现显示屏无法唤醒,然后就准备强制关机再开机(我一般不关机,以前遇到过几次无法唤醒),低头发现主机不亮,然后按了开关也不亮 ...