不懂Java SPI机制,怎么进大厂

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了不懂Java SPI机制,怎么进大厂相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

引言

在日常的项目开发中,我们为了提升程序的扩展性,经常使用面向接口的编程思想进行编程。不仅体现了程序设计对于对修改关闭,对于扩展开放的设计原则,同时也实现了程序可插拔。那么今天本文所阐述的SPI正是这种编程思想的体现。今天就和大家聊聊SPI到底是个什么鬼。顺便和大家一起看下一些常见的框架中是怎么使用SPI机制来进行框架扩展的。

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什么是SPI

我们经常使用的各种sdk其实就是一种接口以及接口的实现在同一jar包中的实现方式,通过调用接口完成一次业务调用。但是为了增强程序的扩展属性,可以考虑使用SPI

SPI(Service Provider Interface),即为服务提供者接口。听上去有点不明觉厉,不知道表达什么意思。按照我的理解,它就是一种服务发现机制。其本质就是将接口与实现进行解偶分离,服务方只定义接口,具体实现由第三方进行实现,从而提升了程序的可扩展性,让服务提供方可以面向接口编程。

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的名称。而当外部程序装配这个模块的时候,就能通过该jarMETA-INF/services/里的配置文件找到具体的实现类名,并装载实例化,完成实现类的的加载注入。

使用方提供规则说明,实际服务提供方完成具体实现。其实这种思想和spring中的组件扫描是类似的,都是先指定好规则,服务提供方更具规范让框架自动进行服务发现。

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重点来了,知识点来了,敲黑板了。自此我们可以发现,无论是本文谈到的SPI,还是SpringBoot中的自动配置原理,实际都是一种约定大于配置的开发思想,通过事先约定好的内容,进行具体实现,动态的,从而提升程序的扩展性。所以希望大家在看一项技术时,除了关注技术细节,进行纵向了解,也要关注横向技术对比,从而找到这些技术的共通之处,了解其背后的设计思想,我一直觉得这个是非常重要的,毕竟招式一直都是在变化,但是内功修炼更加重要。

SPI源码分析

1、SPI使用

Java SPI 约定在 Classpath 下的 META-INF/services/ 目录里创建一个以服务接口命名的文件,然后文件里面记录的是此 jar 包提供的具体实现类的全限定名。大致的过程如下所示:

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2、SPI实例分析

mysql的驱动加载为例,首先定义好需要进行扩展的模板接口,即为java.sql.Driver接口。各个数据库厂商可以更具自身数据库的特点进行对应的驱动开发,但是都要遵从这个模板接口。

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Mysql的驱动二方包中,在其 Classpath 路径下的 META-INF/services/ 目录中,创建一个以服务接口完全名称一致的的文件,在这个文件中保存的内容是模板接口具体实现类的完全限定名。
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在对应的目录中进行具体的类实现,这些实现类都实现了java.sql.Driver接口。

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具体的代码实现,通过ServiceLoader加载对应的实现类,完成类的实例化操作。当然这个ServiceLoader也可以自己定义,像DubboSeata这样的框架都自己定义类加载器。

public final class ServiceLoader<S>
    implements Iterable<S>
{
	
	 private static final String PREFIX = "META-INF/services/";
     ...
	 public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service,
                                            ClassLoader loader)
    {
        return new ServiceLoader<>(service, loader);
    }

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

	 private ServiceLoader(Class<S> svc, ClassLoader cl) {
        service = Objects.requireNonNull(svc, "Service interface cannot be null");
        loader = (cl == null) ? ClassLoader.getSystemClassLoader() : cl;
        acc = (System.getSecurityManager() != null) ? AccessController.getContext() : null;
        reload();
    }
    ...
}

我们一起来分析下这个服务加载器的工作流程,首先通过ServiceLoader.load()进行加载。先获取当前线程绑定的 ClassLoader,如果当前线程绑定的 ClassLoadernull,则使用 SystemClassLoader进行代替,而后清除一下provider缓存,最后创建一个 LazyIteratorLazyIterator的部分源码如下:

private class LazyIterator implements Iterator<S>
    {

        Class<S> service;
        ClassLoader loader;
        Enumeration<URL> configs = null;
        Iterator<String> pending = null;
        String nextName = null;


	...
	
 	public boolean hasNext() {
            if (acc == null) {
                return hasNextService();
            } else {
                PrivilegedAction<Boolean> action = new PrivilegedAction<Boolean>() {
                    public Boolean run() { return hasNextService(); }
                };
                return AccessController.doPrivileged(action, acc);
            }
        }
	...

	private boolean hasNextService() {
            if (nextName != null) {
                return true;
            }
            if (configs == null) {
                try {
                	//key:获取完全限定名
                    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;
        }
        ...


}


key:通过预定好的目录地址以及类名来指定类的具体地址,类加载器根据这个地址来加载具体的实现类。

大致的SPI加载过程如下所示:

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以上是关于不懂Java SPI机制,怎么进大厂的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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