Java? 程序員在日常工作中經(jīng)常會(huì)聽到 SPI?，而且很多框架都使用了 SPI? 的技術(shù)，那么問(wèn)題來(lái)了，到底什么是 SPI 呢？今天阿粉就帶大家好好了解一下 SPI。

SPI 概念

SPI? 全稱是 Service Provider Interface?，是一種 JDK? 內(nèi)置的動(dòng)態(tài)加載實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展點(diǎn)的機(jī)制，通過(guò) SPI 技術(shù)我們可以動(dòng)態(tài)獲取接口的實(shí)現(xiàn)類，不用自己來(lái)創(chuàng)建。

這里提到了接口和實(shí)現(xiàn)類，那么 SPI 技術(shù)上具體有哪些技術(shù)細(xì)節(jié)呢？

• 接口：需要有一個(gè)功能接口；
• 實(shí)現(xiàn)類：接口只是規(guī)范，具體的執(zhí)行需要有實(shí)現(xiàn)類才行，所以不可缺少的需要有實(shí)現(xiàn)類；
• 配置文件：要實(shí)現(xiàn)SPI? 機(jī)制，必須有一個(gè)與接口同名的文件存放于類路徑下面的  META-INF/services 文件夾中，并且文件中的每一行的內(nèi)容都是一個(gè)實(shí)現(xiàn)類的全路徑；
• 類加載器ServiceLoader：JDK 內(nèi)置的一個(gè)類加載器，用于加載配置文件中的實(shí)現(xiàn)類；

舉個(gè)栗子

上面說(shuō)了 SPI 的幾個(gè)概念，接下來(lái)阿粉就通過(guò)一個(gè)栗子來(lái)帶大家感受一下具體的用法。

第一步

創(chuàng)建一個(gè)接口，這里我們創(chuàng)建一個(gè)解壓縮的接口，其中定義了壓縮和解壓的兩個(gè)方法。

package com.example.demo.spi;


public interface Compresser {
  byte[] compress(byte[] bytes);
  byte[] decompress(byte[] bytes);
}

第二步

再寫兩個(gè)對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)類，分別是 GzipCompresser.java? 和 WinRarCompresser.java 代碼如下

package com.example.demo.spi.impl;

import com.example.demo.spi.Compresser;

import java.nio.charset.StandardCharsets;


public class GzipCompresser implements Compresser {
  @Override
  public byte[] compress(byte[] bytes) {
    return"compress by Gzip".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
  }
  @Override
  public byte[] decompress(byte[] bytes) {
    return "decompress by Gzip".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
  }
}

package com.example.demo.spi.impl;

import com.example.demo.spi.Compresser;

import java.nio.charset.StandardCharsets;


public class WinRarCompresser implements Compresser {
  @Override
  public byte[] compress(byte[] bytes) {
    return "compress by WinRar".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
  }

  @Override
  public byte[] decompress(byte[] bytes) {
    return "decompress by WinRar".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
  }
}

第三步

創(chuàng)建配置文件，我們接著在 resources? 目錄下創(chuàng)建一個(gè)名為 META-INF/services? 的文件夾，在其中創(chuàng)建一個(gè)名為 com.example.demo.spi.Compresser 的文件，其中的內(nèi)容如下：

com.example.demo.spi.impl.WinRarCompresser
com.example.demo.spi.impl.GzipCompresser

注意該文件的名稱必須是接口的全路徑，文件里面的內(nèi)容每一行都是一個(gè)實(shí)現(xiàn)類的全路徑，多個(gè)實(shí)現(xiàn)類就寫在多行里面，效果如下。

第四步

有了上面的接口，實(shí)現(xiàn)類和配置文件，接下來(lái)我們就可以使用 ServiceLoader? 動(dòng)態(tài)加載實(shí)現(xiàn)類，來(lái)實(shí)現(xiàn) SPI 技術(shù)了，如下所示：

package com.example.demo;

import com.example.demo.spi.Compresser;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.ServiceLoader;

public class TestSPI {
  public static void main(String[] args) {
    ServiceLoader<Compresser> compressers = ServiceLoader.load(Compresser.class);
    for (Compresser compresser : compressers) {
      System.out.println(compresser.getClass());
    }
  }
}

運(yùn)行的結(jié)果如下

可以看到我們正常的獲取到了接口的實(shí)現(xiàn)類，并且可以直接使用實(shí)現(xiàn)類的解壓縮方法。

原理

知道了如何使用 SPI? 接下來(lái)我們來(lái)研究一下是如何實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)上面的測(cè)試我們可以看到，核心的邏輯是 ServiceLoader.load()? 方法，這個(gè)方法有點(diǎn)類似于 Spring 中的根據(jù)接口獲取所有實(shí)現(xiàn)類一樣。

點(diǎn)開 ServiceLoader? 我們可以看到有一個(gè)常量 PREFIX?，如下所示，這也是為什么我們必須在這個(gè)路徑下面創(chuàng)建配置文件，因?yàn)?nbsp;JDK 代碼里面會(huì)從這個(gè)路徑里面去讀取我們的文件。

同時(shí)又因?yàn)樵谧x取文件的時(shí)候使用了 class? 的路徑名稱，因?yàn)槲覀兪褂?nbsp;load? 方法的時(shí)候只會(huì)傳遞一個(gè) class，所以我們的文件名也必須是接口的全路徑。

通過(guò) load? 方法我們可以看到底層構(gòu)造了一個(gè) java.util.ServiceLoader.LazyIterator 迭代器。

在迭代器中的 parse? 方法中，就獲取了配置文件中的實(shí)現(xiàn)類名稱集合，然后在通過(guò)反射創(chuàng)建出具體的實(shí)現(xiàn)類對(duì)象存放到 LinkedHashMap<String,S> providers = new LinkedHashMap<>(); 中。

常用的框架

SPI 技術(shù)的使用非常廣泛，比如在 Dubble?，不過(guò) Dubble? 中的 SPI? 有經(jīng)過(guò)改造的，還有我們很常見的數(shù)據(jù)庫(kù)的驅(qū)動(dòng)中也使用了 SPI?，感興趣的小伙伴可以去翻翻看，還有 SLF4J? 用來(lái)加載不同提供商的日志實(shí)現(xiàn)類以及 Spring 框架等。

優(yōu)缺點(diǎn)

前面介紹了 SPI? 的原理和使用，那 SPI 有什么優(yōu)缺點(diǎn)呢？

優(yōu)點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)當(dāng)然是解耦，服務(wù)方只要定義好接口規(guī)范就好了，具體的實(shí)現(xiàn)可以由不同的 Jar 進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，只要按照規(guī)范實(shí)現(xiàn)功能就可以被直接拿來(lái)使用，在某些場(chǎng)合會(huì)被進(jìn)行熱插拔使用，實(shí)現(xiàn)了解耦的功能。

缺點(diǎn)

一個(gè)很明顯的缺點(diǎn)那就是做不到按需加載，通過(guò)源碼我們看到了是會(huì)將所有的實(shí)現(xiàn)類都進(jìn)行創(chuàng)建的，這種做法會(huì)降低性能，如果某些實(shí)現(xiàn)類實(shí)現(xiàn)很耗時(shí)了話將影響加載時(shí)間。同時(shí)實(shí)現(xiàn)類的命名也沒(méi)有規(guī)范，讓使用者不方便引用。