Java和Dubbo的SPI机制原理解析

SPI: 简单理解就是，你一个接口有多种实现，然后在代码运行时候，具体选用那个实现，这时候我们就可以通过一些特定的方式来告诉程序寻用那个实现类，这就是SPI。

JAVA的SPI

全称为 Service Provider Interface，是一种服务发现机制。它是约定在 Classpath 下的 META-INF/services/ 目录里创建一个以服务接口命名的文件，然后文件里面记录的是此 jar 包提供的具体实现类的全限定名。

这样当我们引用了某个 jar 包的时候就可以去找这个 jar 包的 META-INF/services/ 目录，再根据接口名找到文件，然后读取文件里面的内容去进行实现类的加载与实例化。

例如：

java的jdbc就使用了SPI机制,当我项目种应用了mysql的连接jar时候，就会去去mysql-connector-java.jar下的META-INF/services/ 目录查找java.sql.Driver名的文件，然后加载里面全类名的类。如果使用oracle连接驱动时候，就会去ojdbc.jar下面去找java.sql.Driver文件里的配置的全类名。

并且通过IDEA的智能提示功能，也能看到，在你切换不同连接的jar包时候，Driver接口实现类是不同的。

使用mysql的连接驱动：

切换到oracle的连接驱动：

Java的SPI机制源码分析

下面这段代码，以jdbc的SPI为例，可以作为debug的入口：

package com.example.demo;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
/**
 * @author:luzaichun
 * @Date:2021/3/14
 * @Time:14:09
 **/
public class JDBCMain {
  private static final String URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8";

  public static void main(String[] args) throws Exception{
    Connection conn = DriverManager.getConnection(URL, "root", "123456");
  }
}

在使用DriverManager.getConnection()方法时候，会加载并初始化DriverManager类，此类是jdbc使用SPI的核心类。

1.DriverManager类初始化，调用static代码块，执行DriverManager#loadInitialDrivers（）方法

2.使用javaSPI的核心类ServiceLoader#load()和以及其内部实现了Iterator的LazyIterator#hasNext()和
LazyIterator#next(),加载接口的具体实现类。

ServiceLoader.load()整个代码流程，如下图。其实就是给LazyIterator类的赋值属性，是那个接口要进行SPI,使用的类加载器是哪一个。

driversIterator.hasNext()和driversIterator.next()方法负责类实际类的加载

• driversIterator.hasNext()最后实际是调到了LazyIterator.hasNext();
• driversIterator.next()最后实际是调到了LazyIterator.next();

hashNext(）方法读到SPI的配置文件里的全类名

next()方法最后通过反射创建出具体实现类的实例

总结：

1. jdbc的SPI，通过DriverManager类静态代码块执行loadInitialDrivers()方法
2. 然后通过ServiceLoader.load()拿到具体的接口，以及类加载器。
3. 通过实现了Iterator类的LazyIterator类的hasNext方法读取配置文件，拿到接口的具体实现全类名
4. 在next()方法内部，通过反射机制，由实现类的全类名，加载具体实现类。

代码实战java SPI

DemoService接口

public interface DemoService {
  String sayHello(String msg);
} 

XiaoHongDemoServiceImpl实现类

public class XiaoHongDemoServiceImpl implements DemoService {
  @Override
  public String sayHello(String msg) {
    return "xiaohong:"+msg;
  }
}

ZhangSanDemoServiceImpl实现类

public class ZhangSanDemoServiceImpl implements DemoService {
  @Override
  public String sayHello(String msg) {
    return "zhangsan:"+msg;
  }
}

定义SPI配置文件

最后使用

public class DemoMain {
  public static void main(String[] args) {
    ServiceLoader<DemoService> serviceLoad = ServiceLoader.load(DemoService.class);
    Iterator<DemoService> iterator = serviceLoad.iterator();
    while (iterator.hasNext()){
      DemoService demoService = iterator.next();
      String returnStr = demoService.sayHello("lzc贼帅！！！！");
      System.out.println(returnStr);
    }
  }
}

执行结果：

java SPI劣势，会加载SPI配置文件里定义的所有配置类，如果用不上该类，也会加载。通俗点讲，就是无法按需加载。

Dubbo的SPI

dubbo SPI使用

需要先引入dubbo相关的依赖

1.定义接口
通过dubbo的SPI注解标注定义的接口

@SPI("xiaohong")
public interface DubboSPIService {

  void sayHello();
}

2.多个实现类

public class XiaoHongDubboSPIServiceImpl implements DubboSPIService {
  @Override
  public void sayHello() {
    System.out.println("小红说：lzc贼帅！");
  }
}

public class XiaoMingDubboSPIServiceImpl implements DubboSPIService {
  @Override
  public void sayHello() {
    System.out.println("小明说：lzc贼帅！");
  }
}

3.定义dubbo SPI配置文件
META-INF/dubbo目录下定义接口全类名的文件，配置key-value的实现

Dubbo 对配置文件目录的约定，不同于 Java SPI ，Dubbo 分为了三类目录。

META-INF/services/ 目录：该目录下的 SPI 配置文件是为了用来兼容 Java SPI 。

META-INF/dubbo/ 目录：该目录存放用户自定义的 SPI 配置文件。

META-INF/dubbo/internal/ 目录：该目录存放 Dubbo 内部使用的 SPI 配置文件。

4.使用

public class DubboSPIMain {
  public static void main(String[] args) {
  //default，会取@SPI注解里定义的key对应的实现
//    DubboSPIService defaultExtensionService = ExtensionLoader.getExtensionLoader(DubboSPIService.class).getDefaultExtension();
//    defaultExtensionService.sayHello();
    DubboSPIService dubboSPIService = ExtensionLoader.getExtensionLoader(DubboSPIService.class).getExtension("xiaoming");
    dubboSPIService.sayHello();
  }
}

结果：

源码分析

ExtensionLoader.getExtensionLoader(DubboSPIService.class).getExtension("xiaoming");
dubbo SPI的核心就是ExtensionLoader类

1.ExtensionLoader#getExtensionLoader()

该方法主要是，从一个map里取key为当前传进来的接口Class的value（value是ExtensionLoader对象）,如果取不到，我们就往这个map里put一份这样的key-value。value是new ExtensionLoader(type)传进去的type是接口的Class对象，最后会赋值给ExtensionLoader对象的type属性，后面会用到。

2.拿到ExtensionLoader对象后，通过ExtensionLoader#getExtension()获取具体的实现的实例

首先会取缓存里拿，没拿到就调用createExtension()方法取创建所需要的实例，最后塞入缓存。

3.createExtension方法

通过getExtension(“xiaoming”)传进来的name=xiaoming,从SPI配置文件获取到所需要实现类的全类名，通过反射拿到实现类的Class对象，最后通过反射拿到相应的实例。核心是getExtensionClasses()方法。

4.getExtensionClasses()

getExtensionClasses()方法返回一个Map，key为SPI配置文件中的key,value为SPI配置文件中，实现类的Class对象。

可以看到，代码中用来大量的缓存机制，锁的双检查。cacheDefaultExtensionName()方法里会拿到SPI注解上配置的默认key,然后赋值给cachedDefaultName属性，如果使用getDefaultExtension()时候会使用到strategies，其实是通过java得SPI拿到得一个数组

5.循环三个SPI文件得目录，分别调用loadDirectory方法

fileName最后在三次循环里，会拼出三个路径，META-INF/dubbo/com.example.demo.service.DubboSPIService，这一个才是正确得路径，然后获得配置文件得绝对路径。然后会执行loadResource()方法读取SPI配置文件

• META-INF/dubbo/com.example.demo.service.DubboSPIService
• META-INF/services/com.example.demo.service.DubboSPIService
• META-INF/dubbo/internal/com.example.demo.service.DubboSPIService

6.loadResource()读取SPI配置文件

一行一行读配置文件里得key-value，然后通过Class.forName()获取类得Class对象。然后put到第四步定义得空Map，extensionClasses这个Map里，再返回到第三步得getExtensionClasses()方法。

好了，今天先到这里，凌晨了。。。Adaptive 注解 - 自适应扩展下次有时间再写。

到此这篇关于Java和Dubbo的SPI机制原理解析的文章就介绍到这了,更多相关Java和Dubbo的SPI内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！