Java基础---SPI

news2024/9/22 13:34:37

目录

典型回答

从面向接口编程说起

接口位于调用方所在的包中

接口位于实现方所在的包中

注意

如何定义一个SPI

SPI的实现原理

SPI的应用场景

  • 典型回答

  • Java中区分 API 和 SPI，通俗的讲：API 和 SPI 都是相对的概念，他们的差别只在语义上，API 直接被应用开发人员使用，SPI 被框架扩展人员使用
  • API Application Programming Interface
    • 大多数情况下，都是实现方来制定接口并完成对接口的不同实现，调用方仅仅依赖却无权选择不同实现
  • SPI Service Provider Interface
    • 而如果是调用方来制定接口，实现方来针对接口来实现不同的实现；调用方来选择自己需要的实现方

  • 从面向接口编程说起

  • 接口调用

  • 当选择在调用方和实现方中间引入 接口
  • 上图没有给出“接口”应该位于哪个“包”中，从纯粹的可能性上考虑，有三种选择：
    • 1-接口位于实现方所在的包中
    • 2-接口位于调用方所在的包中
    • 3-接口位于独立的包中

  • 接口位于调用方所在的包中

  • 对于类似这种情况下接口，将其称为SPI
  • SPI的规则如下：
    • 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
  • 常见的例子是：插件模式的插件；如：
    • 数据库驱动 Driver
    • 日志 Log
    • dubbo扩展点开发

  • 接口位于实现方所在的包中

  • 对于类似这种情况下的接口，将其称作为API
  • API的规则如下：
    • 概念上更接近实现方
    • 组织上位于实现方所在的包中

  • 注意

  • SPI 和 API 也不一定是接口，这里都是指狭义的具体的接口

  • API是你可以引用来达成某个目标的对象，它清楚地告诉你它可以完成什么目标，用户可以即插即用
  • 而SPI则指定了你要达成某个目标你必须要继承或实现它，它一般只供某些特殊用途的接口开发商使用(当然有些公司或个人也可以自己继承或实现SPI来完成特定功能)

  • 如何定义一个SPI

  • 步骤1
    • 定义一组接口 (假设是org.foo.demo.IShout)，并写出接口的一个或多个实现，(假设是org.foo.demo.animal.Dog、org.foo.demo.animal.Cat)

  • 步骤2
    • 在src/main/resources/ 下建立 /META-INF/services 目录，新增一个以接口命名的文件 (org.foo.demo.IShout文件)，内容是要应用的实现类（这里是org.foo.demo.animal.Dog和org.foo.demo.animal.Cat，每行一个类）
    • org.foo.demo.animal.Dog
    • org.foo.demo.animal.Cat
  • 步骤3
    • 使用 ServiceLoader 来加载配置文件中指定的实现

    • 代码输出：

  • SPI的实现原理

  • 看ServiceLoader类的签名类的成员变量：

  • 参考具体源码，梳理一下，实现的流程如下：
  • 1-应用程序调用ServiceLoader.load方法，ServiceLoader.load方法内先创建一个新的ServiceLoader，并实例化该类中的成员变量，包括：
    • a. loader(ClassLoader类型，类加载器)
    • b. acc(AccessControlContext类型，访问控制器)
    • c. providers(LinkedHashMap类型，用于缓存加载成功的类)
    • d. lookupIterator(实现迭代器功能)
  • 2-应用程序通过迭代器接口获取对象实例
    • a. ServiceLoader先判断成员变量providers对象中(LinkedHashMap类型)是否有缓存实例对象，如果有缓存，直接返回
    • b. 如果没有缓存，执行类的装载：
      • ⅰ. 读取META-INF/services/下的配置文件，获得所有能被实例化的类的名称
      • ⅱ. 通过反射方法Class.forName()加载类对象，并用instance()方法将类实例化
      • ⅲ. 把实例化后的类缓存到providers对象中(LinkedHashMap类型）
      • ⅳ. 然后返回实例对象

  • SPI的应用场景

  • 概括地说，适用于：调用者根据实际使用需要，启用、扩展、或者替换框架的实现策略
  • 比较常见的例子：
    • 1-数据库驱动加载接口实现类的加载
    • 2-JDBC加载不同类型数据库的驱动
    • 3-日志门面接口实现类加载
    • 4-SLF4J加载不同提供商的日志实现类
  • Spring
  • Spring中大量使用了SPI
  • 比如：对servlet3.0规范对ServletContainerInitializer的实现、自动类型转换Type Conversion SPI(Converter SPI、Formatter SPI)等
  • Dubbo
  • Dubbo中也大量使用SPI的方式实现框架的扩展，不过它对Java提供的原生SPI做了封装，允许用户扩展实现Filter接口

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