Java進階之SPI機制詳解
SPI的英文全稱為Service Provider Interface，字面意思為服務(wù)提供者接口，它是jdk提供給“服務(wù)提供廠商”或者“插件開發(fā)者”使用的接口。
在面向?qū)ο蟮脑O(shè)計中，模塊之間我們一般會采取面向接口編程的方式，而在實際編程過程過程中，API的實現(xiàn)是封裝在jar中，當(dāng)我們想要換一種實現(xiàn)方法時，還要生成新的jar替換以前的實現(xiàn)類。而通過jdk的SPI機制就可以實現(xiàn)，首先不需要修改原來作為接口的jar的情況下，將原來實現(xiàn)的那個jar替換為另外一種實現(xiàn)的jar即可。
總結(jié)一下SPI的思想：在系統(tǒng)的各個模塊中，往往有不同的實現(xiàn)方案，例如日志模塊的方案、xml解析的方案等，為了在裝載模塊的時候不具體指明實現(xiàn)類，我們需要一種服務(wù)發(fā)現(xiàn)機制，java spi就提供這樣一種機制。有點類似于IoC的思想，將服務(wù)裝配的控制權(quán)移到程序之外，在模塊化設(shè)計時尤其重要。
順便提一下，Java SPI機制在很多大型中間件嗎，例如Dubbo中均有采用，屬于高級Java開發(fā)的進階必備知識點，務(wù)必要求掌握。
二、SPI規(guī)范定義服務(wù)的通用接口，針對通用的服務(wù)接口，提供具體的實現(xiàn)類。
1.在jar包（服務(wù)提供者）的META-INF/services/目錄中，新建一個文件，文件名為SPI接口的'全限定名'。 文件內(nèi)容為該接口的具體實現(xiàn)類的'全限定名'
2.將spi所在jar放在主程序的classpath中
3.服務(wù)調(diào)用方使用java.util.ServiceLoader去動態(tài)加載具體的實現(xiàn)類到JVM中
三、SPI應(yīng)用案例3.1 數(shù)據(jù)庫驅(qū)動java.sql.Driver的spi實現(xiàn)，有mysql驅(qū)動、oracle驅(qū)動等。以mysql為例，實現(xiàn)類是com.mysql.jdbc.Driver，在mysql-connector-java-5.1.6.jar中，我們可以看到有一個META-INF/services目錄，目錄下有一個文件名為java.sql.Driver的文件，其中的內(nèi)容是com.mysql.jdbc.Driver。
在我們使用JDBC獲取連接時，我們通常會調(diào)用DriverManager.getConnection()方法獲取連接對象，而在Driver類初始化時會使用ServiceLoader動態(tài)獲取classpath下“注冊”的驅(qū)動實現(xiàn)：
static {loadInitialDrivers();println('JDBC DriverManager initialized');}private static void loadInitialDrivers() {.....AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() { public Void run() {//使用ServiceLoader動態(tài)加載具體的驅(qū)動實現(xiàn)類ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator();try{ while(driversIterator.hasNext()) {driversIterator.next(); }} catch(Throwable t) {// Do nothing}return null; }});..... }3.2 Slf4j
slf4j是一個典型的門面接口，早起我們使用log4j作為日記記錄框架，我們需要同時引入slf4j和log4j的依賴。后面比較流行l(wèi)ogback，我們也想要把項目切換到logback上來，此時利用SPI的機制，我們只需要把log4j的jar包替換為logback的jar包就可以了。
在log4j-to-slf4j.jar中我們可以看到前面提到的服務(wù)提供方的SPI接口聲明：
這樣我們只需要將log4j-to-slf4j.jar引入classpath，slf4j就能夠獲取到org.apache.logging.slf4j.SLF4JProvider作為實現(xiàn)類。
四、SPI示例
模塊依賴關(guān)系：
在spi-operate-service中定義INumOperate接口：
package cn.bigcoder.spi.operate.service;/** * @author: Jindong.Tian * @date: 2020-11-29 * @description: **/public interface INumOperate { int exec(int num1, int num2);}4.2 spi-operate-add模塊
在spi-operate-add中定義加法實現(xiàn)：
package cn.bigcoder.spi.operate.add;import cn.bigcoder.spi.operate.service.INumOperate;/** * @author: Jindong.Tian * @date: 2020-11-29 * @description: **/public class NumAddOperateImpl implements INumOperate { public int exec(int num1, int num2) {return num1 + num2; }}
在resource/METAINF/resoures目錄下創(chuàng)建cn.bigcoder.spi.operate.service.INumOperate文件：
cn.bigcoder.spi.operate.add.NumAddOperateImpl4.3 spi-operate-multiplication模塊
在spi-operate-multiplication模塊中定義乘法的實現(xiàn)：
package cn.bigcoder.spi.operate.multiplication;import cn.bigcoder.spi.operate.service.INumOperate;/** * @author: Jindong.Tian * @date: 2020-11-29 * @description: **/public class NumMultiOperateImpl implements INumOperate {public int exec(int num1, int num2) {return num1 * num2; }}
同樣的在resource/METAINF/resoures目錄下創(chuàng)建cn.bigcoder.spi.operate.service.INumOperate文件：
cn.bigcoder.spi.operate.multiplication.NumMultiOperateImpl4.4 spi-operate-consumer模塊
在spi-operate-consumer模塊中，我們編寫測試類獲取classpath中INumOperate實現(xiàn)類：
package cn.bigcoder.spi.operate;import cn.bigcoder.spi.operate.service.INumOperate;import org.junit.Test;import java.util.Iterator;import java.util.ServiceLoader;/** * @author: Jindong.Tian * @date: 2020-11-29 * @description: **/public class INumOperateTest { @Test public void test() {// SPI機制，尋找所有的實現(xiàn)類，順序執(zhí)行ServiceLoader<INumOperate> loader = ServiceLoader.load(INumOperate.class);Iterator<INumOperate> iterator = loader.iterator();if (iterator.hasNext()) { INumOperate numOperate = iterator.next(); System.out.println(numOperate.exec(1, 2));} else { throw new RuntimeException('classpath中未找到cn.bigcoder.spi.operate.INumOperate實現(xiàn)類');} }}
此時如果我們在spi-operate-consumer中引入spi-operate-add，則測試方法執(zhí)行求和操作；如果引入spi-operate-multiplication，則測試方法執(zhí)行乘法操作。
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