簡單分析JDK中「SPI」的原理
一、SPI簡介
1、概念
SPI即service-provider-interface的簡寫；
JDK內(nèi)置的服務(wù)提供加載機(jī)制，可以為服務(wù)接口加載實現(xiàn)類，解耦是其核心思想，也是很多框架和組件的常用手段；
2、入門案例
2.1 定義接口
就是普通的接口，在SPI的機(jī)制中稱為【service】，即服務(wù)；
public interface Animal {
String animalName () ;
}
2.2 兩個實現(xiàn)類
提供兩個模擬用來測試，就是普通的接口實現(xiàn)類，在SPI的機(jī)制中稱為【service-provider】即服務(wù)提供方；
CatAnimal實現(xiàn)類；
public class CatAnimal implements Animal {
@Override
public String animalName() {
System.out.println("Cat-Animal：布偶貓");
return "Ragdoll";
}
}
DogAnimal實現(xiàn)類；
public class DogAnimal implements Animal {
@Override
public String animalName() {
System.out.println("Dog-Animal：哈士奇");
return "husky";
}
}
2.3 配置文件
文件目錄：在代碼工程中創(chuàng)建META-INF.services文件夾；
文件命名：butte.program.basics.spi.inf.Animal，即全限定接口名稱；
文件內(nèi)容：添加相應(yīng)實現(xiàn)類的全限定命名；
butte.program.basics.spi.impl.CatAnimal butte.program.basics.spi.impl.DogAnimal
2.4 測試代碼
通過ServiceLoader加載配置文件中指定的服務(wù)實現(xiàn)類，然后遍歷并調(diào)用Animal接口方法，從而執(zhí)行不同服務(wù)提供方的具體邏輯；
public class SpiAnaly {
public static void main(String[] args) {
ServiceLoader<Animal> serviceLoader = ServiceLoader.load(Animal.class);
Iterator<Animal> animalIterator = serviceLoader.iterator();
while(animalIterator.hasNext()) {
Animal animal = animalIterator.next();
System.out.println("animal-name:" + animal.animalName());
}
}
}
結(jié)果輸出
Cat-Animal：布偶貓 \n animal-name:ragdoll Dog-Animal：哈士奇 \n animal-name:husky
二、原理分析
1、ServiceLoader結(jié)構(gòu)
很顯然，分析SPI機(jī)制的原理，從ServiceLoader源碼中l(wèi)oad方法切入即可，但是需要先從核心類的結(jié)構(gòu)開始分析；
public final class ServiceLoader<S> implements Iterable<S> {
// 配置文件目錄
private static final String PREFIX = "META-INF/services/";
// 表示正在加載的服務(wù)的類或接口
private final Class<S> service;
// 類加載器用來定位，加載，實例化服務(wù)提供方
private final ClassLoader loader;
// 創(chuàng)建ServiceLoader時采用的訪問控制上下文
private final AccessControlContext acc;
// 按實例化的順序緩存服務(wù)提供方
private LinkedHashMap<String,S> providers = new LinkedHashMap<>();
// 惰性查找迭代器
private LazyIterator lookupIterator;
/**
* service：表示服務(wù)的接口或抽象類
* loader: 類加載器
*/
public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) {
ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
return ServiceLoader.load(service, cl);
}
/**
* ServiceLoader構(gòu)造方法
*/
private ServiceLoader(Class<S> svc, ClassLoader cl) {
loader = (cl == null) ? ClassLoader.getSystemClassLoader() : cl;
acc = (System.getSecurityManager() != null) ? AccessController.getContext() : null;
reload();
}
public void reload() {
providers.clear();
// 實例化迭代器
lookupIterator = new LazyIterator(service, loader);
}
public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service,ClassLoader loader) {
return new ServiceLoader<>(service, loader);
}
private class LazyIterator implements Iterator<S> {
// 服務(wù)接口
Class<S> service;
// 類加載器
ClassLoader loader;
// 實現(xiàn)類URL
Enumeration<URL> configs = null;
// 實現(xiàn)類全名
Iterator<String> pending = null;
// 下個實現(xiàn)類全名
String nextName = null;
}
}
斷點(diǎn)截圖：
2、iterator迭代方法
在ServiceLoader類的迭代器方法中，實際使用的是LazyIterator內(nèi)部類的方法；
public Iterator<S> iterator() {
return new Iterator<S>() {
Iterator<Map.Entry<String,S>> knownProviders = providers.entrySet().iterator();
public boolean hasNext() {
if (knownProviders.hasNext())
return true;
return lookupIterator.hasNext();
}
public S next() {
if (knownProviders.hasNext())
return knownProviders.next().getValue();
return lookupIterator.next();
}
public void remove() {
throw new UnsupportedOperationException();
}
};
}
3、hasNextService方法
從上面迭代方法的源碼中可知，最終執(zhí)行的是LazyIterator#hasNextService判斷方法，該方法通過解析最終會得到實現(xiàn)類的全限定名稱；
private class LazyIterator implements Iterator<S> {
private boolean hasNextService() {
// 1、拼接名稱
String fullName = PREFIX + service.getName();
// 2、加載資源文件
configs = loader.getResources(fullName);
// 3、解析文件內(nèi)容
pending = parse(service, configs.nextElement());
nextName = pending.next();
return true;
}
}
斷點(diǎn)截圖：
4、nextService方法
迭代器的next方法最終執(zhí)行的是LazyIterator#nextService獲取方法，會基于上面hasNextService方法獲取的實現(xiàn)類全限定名稱，獲取其Class對象，進(jìn)而得到實例化對象，緩存并返回；
private class LazyIterator implements Iterator<S> {
private S nextService() {
// 1、通過全限定命名獲取Class對象
String cn = nextName;
Class<?> c = Class.forName(cn, false, loader);
// 2、實例化對象
S p = service.cast(c.newInstance());
// 3、放入緩存并返回該對象
providers.put(cn, p);
return p;
}
}
斷點(diǎn)截圖：
三、SPI實踐
1、Driver驅(qū)動接口
在JDK中提供了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動接口java.sql.Driver，無論是MySQL驅(qū)動包還是Druid連接池，都提供了該接口的實現(xiàn)類，通過SPI機(jī)制可以加載到這些驅(qū)動實現(xiàn)類；
public class DriverManager {
private static void loadInitialDrivers() {
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
public Void run() {
ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(java.sql.Driver.class);
Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator();
}
});
}
}
斷點(diǎn)截圖：
2、Slf4j日志接口
SLF4J是門面模式的日志組件，提供了標(biāo)準(zhǔn)的日志服務(wù)SLF4JServiceProvider接口，在LogFactory日志工廠類中，負(fù)責(zé)加載具體的日志實現(xiàn)類，比如常用的Log4j或Logback日志組件；
public final class LoggerFactory { static List<SLF4JServiceProvider> findServiceProviders() { // 服務(wù)加載 ClassLoader classLoaderOfLoggerFactory = org.slf4j.LoggerFactory.class.getClassLoader(); // 重點(diǎn)看該方法：【getServiceLoader()】 ServiceLoader<SLF4JServiceProvider> serviceLoader = getServiceLoader(classLoaderOfLoggerFactory); // 迭代方法 List<SLF4JServiceProvider> providerList = new ArrayList(); Iterator<SLF4JServiceProvider> iterator = serviceLoader.iterator(); while(iterator.hasNext()) { safelyInstantiate(providerList, iterator); } return providerList; } }
斷點(diǎn)截圖：
到此這篇關(guān)于簡單分析JDK中「SPI」的原理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)JDK中「SPI」的原理內(nèi)容請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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