你应该了解的 Java SPI 机制
前言
不知大家现在有没有去公司复工,我已经在家办公将近 3 周了,同时也在家呆了一个多月;还好工作并没有受到任何影响,我个人一直觉得远程工作和 IT 行业是非常契合的,这段时间的工作效率甚至比在办公室还高,同时由于我们公司的业务在海外,所以疫情几乎没有造成太多影响。
扯远了,这次主要是想和大家分享一下 Java
的 SPI
机制。周末没啥事,我翻了翻我之前的写的博客 《设计一个可拔插的 IOC 容器》,发现当时的实现并不那么优雅。
还没看过的朋友的我先做个前景提要,当时的需求:
我实现了一个类似于的 SpringMVC 但却很轻量的 http 框架 cicada,其中当然也需要一个 IOC 容器,可以存放所有的单例 bean。
这个 IOC 容器的实现我希望可以有多种方式,甚至可以提供一个接口供其他人实现;当然切换这个 IOC 容器的过程肯定是不能存在硬编码的,也就是这里所提到的可拔插。 当我想使用 A 的实现方式时,我就引入 A 的 jar 包,使用 B 时就引入 B 的包。
先给大家看看两次实现的区别,先从代码简洁程度来说就是 SPI
更胜一筹。
什么是 SPI
在具体分析之前还是先了解下 SPI
是什么?
首先它其实是 Service provider interface
的简写,翻译成中文就是服务提供发现接口。
不过这里不要被这个名词搞混了,这里的服务发现
和我们常听到的微服务中的服务发现并不能划等号。
就如同上文提到的对 IOC
容器的多种实现方式 A、B、C(可以把它们理解为服务),我需要在运行时知道应该使用哪一种具体的实现。
其实本质上来说这就是一种典型的面向接口编程,这一点在我们刚开始学习编程的时候就被反复强调了。
SPI 实践
接下来我们来如何来利用 SPI 实现刚才提到的可拔插 IOC 容器。
既然刚才都提到了 SPI 的本质就是面向接口编程,所以自然我们首先需要定义一个接口:
其中包含了一些 Bean
容器所必须的操作:注册、获取、释放 bean。
为了让其他人也能实现自己的 IOC
容器,所以我们将这个接口单独放到一个 Module
中,可供他人引入实现。
所以当我要实现一个单例的 IOC
容器时,我只需要新建一个 Module
然后引入刚才的模块并实现 CicadaBeanFactory
接口即可。
当然其中最重要的则是需要在 resources
目录下新建一个 META-INF/services/top.crossoverjie.cicada.base.bean.CicadaBeanFactory
文件,文件名必须得是我们之前定义接口的全限定名(SPI 规范)。
其中的内容便是我们自己实现类的全限定名:
top.crossoverjie.cicada.bean.ioc.CicadaIoc
可以想象最终会通过这里的全限定名来反射创建对象。
只不过这个过程 Java 已经提供 API 屏蔽掉了:
public static CicadaBeanFactory getCicadaBeanFactory() { ServiceLoader<CicadaBeanFactory> cicadaBeanFactories = ServiceLoader.load(CicadaBeanFactory.class); if (cicadaBeanFactories.iterator().hasNext()){ return cicadaBeanFactories.iterator().next() ; } return new CicadaDefaultBean(); }
当 classpath
中存在我们刚才的实现类(引入实现类的 jar 包),便可以通过 java.util.ServiceLoader
工具类来找到所有的实现类(可以有多个实现类同时存在,只不过通常我们只需要一个)。
一些都准备好之后,使用自然就非常简单了。
<dependency> <groupId>top.crossoverjie.opensource</groupId> <artifactId>cicada-ioc</artifactId> <version>2.0.4</version> </dependency>
我们只需要引入这个依赖便能使用它的实现,当我们想换一种实现方式时只需要更换一个依赖即可。
这样就做到了不修改一行代码灵活的可拔插
选择 IOC
容器了。
SPI 的一些其他应用
虽然平时并不会直接使用到 SPI 来实现业务,但其实我们使用过的绝大多数框架都会提供 SPI 接口方便使用者扩展自己的功能。
比如 Dubbo
中提供一系列的扩展:
同类型的 RPC
框架 motan
中也提供了响应的扩展:
他们的使用方式都和 Java SPI 非常类似,只不过原理略有不同,同时也新增了一些功能。
比如 motan
的 spi
允许是否为单例等等。
再比如 MySQL 的驱动包也是利用 SPI 来实现自己的连接逻辑。
总结
Java
自身的 SPI
其实也有点小毛病,比如:
- 遍历加载所有实现类效率较低。
- 当多个
ServiceLoader
同时load
时会有并发问题(虽然没人这么干)。
最后总结一下,SPI
并不是某项高深的技术,本质就是面向接口编程,而面向接口本身在我们日常开发中也是必备技能,所以了解使用 SPI
也是很用处的。
本文所有源码:
https://github.com/TogetherOS/cicada
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