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java基礎(chǔ)--JDK SPI概述

 更新時(shí)間:2021年08月20日 17:09:29   作者:五月的倉頡  
SPI是一種服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制,本文就SPI做了詳細(xì)概述,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)小伙伴們有所幫助,感興趣的朋友一起來參考參考吧

JDK SPI是什么

最近工作中聽?zhēng)讉€(gè)同事說了好幾次SPI這個(gè)名詞,雖然和我沒關(guān)系,但是心里默默想還是學(xué)習(xí)一下,不然下次和我說到SPI,連是什么都不知道那就尷尬了。

所以SPI是什么呢?SPI全稱Service Provider Interface,在Java中還是一個(gè)比較重要的概念,是Java提供的一套用來被第三方實(shí)現(xiàn)或者擴(kuò)展的API,或者換句話說,SPI是一種服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制。

JDK SPI使用說明及示例

要使用SPI比較簡(jiǎn)單,只需要按照以下幾個(gè)步驟操作即可:

  • 在jar包的META-INF/services目錄下創(chuàng)建一個(gè)以"接口全限定名"為命名的文件,內(nèi)容為實(shí)現(xiàn)類的全限定名
  • 接口實(shí)現(xiàn)類所在的jar包在classpath下
  • 主程序通過java.util.ServiceLoader動(dòng)態(tài)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)模塊,它通過掃描META-INF/services目錄下的配置文件找到實(shí)現(xiàn)類的全限定名,把類加載到JVM
  • SPI的實(shí)現(xiàn)類必須帶一個(gè)無參構(gòu)造方法

接著我們看一下具體例子,首先定義一個(gè)SpiService,它是一個(gè)接口:

package org.xrq.test.spi;

public interface SpiService {

    public void hello();
    
}

兩個(gè)實(shí)現(xiàn)類,分別為SpiServiceA與SpiServiceB:

package org.xrq.test.spi;

public class SpiServiceA implements SpiService {

    public void hello() {
        System.out.println("SpiServiceA.Hello");
    }
    
}
package org.xrq.test.spi;

public class SpiServiceB implements SpiService {

    @Override
    public void hello() {
        System.out.println("SpiServiceB.hello");
    }
    
}

接著我們建一個(gè)META-INF/services的文件夾,里面建一個(gè)file,file的名字是接口的全限定名org.xrq.test.spi.SpiService:

文件的內(nèi)容是SpiService實(shí)現(xiàn)類SpiServiceA、SpiServiceB的全限定名:

org.xrq.test.spi.SpiServiceA
org.xrq.test.spi.SpiServiceB

這樣就大功告成了!然后我們寫個(gè)測(cè)試類自動(dòng)加載一下這兩個(gè)類:

public class SpiTest {

    @Test
    public void testSpi() {
        ServiceLoader<SpiService> serviceLoader = ServiceLoader.load(SpiService.class);
        
        Iterator<SpiService> iterator = serviceLoader.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            SpiService spiService = iterator.next();
            
            spiService.hello();
        }
    }
    
}

結(jié)果一目了然,調(diào)用了hello()方法:

SpiServiceA.Hello
SpiServiceB.hello

這就是SPI的使用示例,接著我們看一下SPI在實(shí)際場(chǎng)景中的應(yīng)用。

SPI在JDBC中的應(yīng)用

在老版本的JDBC中,假設(shè)我們使用的是MySql,初始化JDBC的時(shí)候是需要顯式調(diào)用Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")這一句的,但是在某個(gè)版本之后就不需要做這一步操作了,如上所說這是通過SPI實(shí)現(xiàn)的,怎么理解呢。Class.forName其實(shí)沒有實(shí)際意義,其實(shí)既不會(huì)new對(duì)象也不會(huì)反射生成對(duì)象,它只是為了調(diào)用com.mysql.jdbc.Driver的static方法塊而已:

public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {
    //
    // Register ourselves with the DriverManager
    //
    static {
        try {
            java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());
        } catch (SQLException E) {
            throw new RuntimeException("Can't register driver!");
        }
    }

    /**
     * Construct a new driver and register it with DriverManager
     * 
     * @throws SQLException
     *             if a database error occurs.
     */
    public Driver() throws SQLException {
        // Required for Class.forName().newInstance()
    }
}

方法塊的作用只有一個(gè),通過jdk自帶的DriverManager注冊(cè)Driver,registerDrivers方法沒什么套路,把Driver放到CopyOnArrayList里面而已:

public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver, DriverAction da)
      throws SQLException {

    /* Register the driver if it has not already been added to our list */
    if(driver != null) {
        registeredDrivers.addIfAbsent(new DriverInfo(driver, da));
    } else {
        // This is for compatibility with the original DriverManager
        throw new NullPointerException();
    }

    println("registerDriver: " + driver);

}

從某個(gè)JDK版本,具體也不知道哪個(gè)版本,廢棄了這個(gè)操作,看下新版的DriverManager,我的是JDK1.8的:

/**
 * Load the initial JDBC drivers by checking the System property
 * jdbc.properties and then use the {@code ServiceLoader} mechanism
 */
static {
    loadInitialDrivers();
    println("JDBC DriverManager initialized");
}

直接看一下loadInitialDrivers這個(gè)方法的核心部分:

AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
    public Void run() {

        ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
        Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator();

        /* 
         * 節(jié)約篇幅,注釋省略
         */
        try{
            while(driversIterator.hasNext()) {
               driversIterator.next();
            }
        } catch(Throwable t) {
        // Do nothing
        }
        return null;
    }
});

看到使用SPI的方式從META-INF/services下去找java.sql.Driver這個(gè)文件,并找到里面的Driver實(shí)現(xiàn)類逐一注入。最后我們看一下Iterator的next()方法做了什么就完全懂了,通過next()方法調(diào)用了:

private S nextService() {
    if (!hasNextService())
        throw new NoSuchElementException();
    String cn = nextName;
    nextName = null;
    Class<?> c = null;
    try {
        c = Class.forName(cn, false, loader);
    } catch (ClassNotFoundException x) {
        fail(service,
             "Provider " + cn + " not found");
   }
    if (!service.isAssignableFrom(c)) {
       fail(service,
             "Provider " + cn  + " not a subtype");
    }
    try {
        S p = service.cast(c.newInstance());
        providers.put(cn, p);
        return p;
    } catch (Throwable x) {
        fail(service,
             "Provider " + cn + " could not be instantiated",
            x);
    }
    throw new Error();          // This cannot happen
}

看到Class.forName了吧,雖然都是Class.forName,但是通過SPI的方式把用戶手動(dòng)做的動(dòng)作變成框架做。

對(duì)SPI的理解

最后談一談我對(duì)SPI的理解,學(xué)習(xí)了怎么用SPI、SPI在實(shí)際應(yīng)用中的示例之后,深刻理解SPI機(jī)制才能在以后工作中真正將SPI為我所用。

首先大家可以注意到,標(biāo)題是JDK SPI,也就是說SPI并不是JDK專屬的。是的,我理解的SPI其實(shí)是一種可插拔技術(shù)的總稱,最簡(jiǎn)單的例子就是USB,廠商提供了USB的標(biāo)準(zhǔn),廠家根據(jù)USB的標(biāo)準(zhǔn)制造自己的外設(shè),例如鼠標(biāo)、鍵盤、游戲手柄等等,但是USB標(biāo)準(zhǔn)具體在電腦中是怎么用的,廠家就不需要管了。

回到我們的代碼中也是一樣的道理。當(dāng)我們開發(fā)一個(gè)框架的時(shí)候,除了保證基本的功能外,最重要的一個(gè)點(diǎn)是什么?我認(rèn)為最重要的應(yīng)該是松耦合,即對(duì)擴(kuò)展開放、對(duì)修改關(guān)閉,保證框架實(shí)現(xiàn)對(duì)于使用者來說是黑盒。

框架不可能做好所有的事情,只能把共性的部分抽離出來進(jìn)行流程化,松耦合實(shí)現(xiàn)的核心就是定義好足夠松散的接口,或者可以理解是擴(kuò)展點(diǎn),具體的擴(kuò)展點(diǎn)讓使用者去實(shí)現(xiàn),這樣不同的擴(kuò)展就不需要修改源代碼或者對(duì)框架進(jìn)行定制,這就是面向接口編程的好處。

回到我們框架的部分來說:

  • JDK對(duì)于SPI的實(shí)現(xiàn)是通過META-INF/services這個(gè)目錄 + ServiceLoader
  • Spring實(shí)現(xiàn)SPI的方式是留了N多的接口,例如BeanPostProcessor、InitializingBean、DisposableBean,我們只需要實(shí)現(xiàn)這些接口然后注入即可

對(duì)已有框架而言,我們可以通過框架給我們提供的擴(kuò)展點(diǎn)擴(kuò)展框架功能。對(duì)自己寫框架而言,記得SPI這個(gè)事情,留好足夠的擴(kuò)展點(diǎn),這將大大加強(qiáng)你寫的框架的擴(kuò)展性。

到此這篇關(guān)于java基礎(chǔ)--JDK SPI概述的文章就介紹到這了,更多相關(guān)JDK SPI內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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