聊聊 Java SPI 机制(一)

发布于 2022-7-12 17:01
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大家好,我是不才陈某~

 

Java SPI 是基于接口的编程+策略模式+约定配置文件组合实现的动态加载机制,能够很方便的为某个接口寻找服务实现的机制。

今天这篇文章就来深入聊一下SPI。

 

什么是SPI?
SPI 全称:Service Provider Interface,是Java提供的一套用来被第三方实现或者扩展的接口,它可以用来启用框架扩展和替换组件。

 

面向的对象的设计里,我们一般推荐模块之间基于接口编程,模块之间不对实现类进行硬编码。一旦代码里涉及具体的实现类,就违反了可拔插的原则,如果需要替换一种实现,就需要修改代码。

 

为了实现在模块装配的时候不用在程序里动态指明,这就需要一种服务发现机制。java spi就是提供这样的一个机制:为某个接口寻找服务实现的机制。这有点类似IOC的思想,将装配的控制权移到了程序之外。

 

这是一种JDK内置的一种服务发现的机制,用于制定一些规范,实际实现方式交给不同的服务厂商。如下图:

 聊聊 Java SPI 机制(一)-开源基础软件社区
“解耦、可拔插、面向接口编程、动态类加载。”


当服务的提供者提供了一种接口的实现之后,需要在classpath下的 META-INF/services/ 目录里创建一个以服务接口命名的文件,这个文件里的内容就是这个接口的具体的实现类。

 

当其他的程序需要这个服务的时候,就可以通过查找这个jar包(一般都是以jar包做依赖)的META-INF/services/中的配置文件,配置文件中有接口的具体实现类名,可以根据这个类名进行加载实例化,就可以使用该服务了。JDK中查找服务的实现的工具类是:java.util.ServiceLoader。

 

SPI 的不足

  1. 不能按需加载,需要遍历所有的实现,并实例化,然后在循环中才能找到我们需要的实现。如果不想用某些实现类,或者某些类实例化很耗时,它也被载入并实例化了,这就造成了浪费。
  2. 获取某个实现类的方式不够灵活,只能通过 Iterator 形式获取,不能根据某个参数来获取对应的实现类。(Spring 的BeanFactory,ApplicationContext 就要高级一些了。)
  3. 多个并发多线程使用 ServiceLoader 类的实例是不安全的。


API 与 SPI 区别?
API是调用并用于实现目标的类、接口、方法等的描述;

 

SPI是扩展和实现以实现目标的类、接口、方法等的描述;

 

换句话说,API 为操作提供特定的类、方法,SPI 通过操作来符合特定的类、方法。

 

SPI和API的使用场景解析:

  • API (Application Programming Interface)在大多数情况下,都是实现方制定接口并完成对接口的实现,调用方仅仅依赖接口调用,且无权选择不同实现。从使用人员上来说,API 直接被应用开发人员使用。
  • SPI (Service Provider Interface)是调用方来制定接口规范,提供给外部来实现,调用方在调用时则选择自己需要的外部实现。 从使用人员上来说,SPI 被框架扩展人员使用。


SPI 案例实现
下面来一个简单的案例实现:比如每个动物都有不同的叫声,作为声纹系统会定义一个接口,如下:

public interface AnimalSay {
    void say();
}

在这个系统中并没有实现具体的实现,但是在处理业务逻辑时有需要用到该实例,此时就需要用到SPI去加载实现类,定义一个AnimalManagerLoader,实现如下:

@Data
public class AnimalManagerLoader {
    private static final AnimalManagerLoader INSTANCE = new AnimalManagerLoader();

    private final List<AnimalSay> animalSays;

    private AnimalManagerLoader() {
        animalSays = load();
    }

    /**
     * 通过SPI加载实现类
     */
    private List<AnimalSay> load() {
        ArrayList<AnimalSay> animalSays = new ArrayList<>();
        Iterator<AnimalSay> iterator = ServiceLoader.load(AnimalSay.class).iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            animalSays.add(iterator.next());
        }
        return animalSays;
    }

    public static AnimalManagerLoader getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

 

文章转自公众号:码猿技术专栏

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已于2022-7-12 17:01:14修改
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