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ServiceLoader-SPI和类SPI机制的场景应用

ServiceLoader-SPI和类SPI机制的场景应用

作者: wuli_小博 | 来源:发表于2019-05-24 15:53 被阅读11次

    1.SPI-ServiceLoader

    1.1简介

    原文:"A simple service-provider loading facility."
    解释:可以加载指定接口的实现类,最初主要用于加载厂商的实现类或插件使用。工程所依赖的jar包中在指定目录下添加实现类说明后,也可以被装载到JVM中;
    理解:JDK内置的一种动态服务提供发现机制,运行时会装载具体的配置;除了spring之外,给我们提供一种原生的类装载和实例化的方式;

    1.2简要代码实现与使用场景例举

    JDK中的主方法代码实现:

    public final class ServiceLoader<S>
        implements Iterable<S>
    {
        //指定加载目录,JDK定死,也没必要改
        private static final String PREFIX = "META-INF/services/";
    
        //本地缓存实现类,key是全路径实现类名,value是newInstance出来的实例,同名会以最后一个为准
        private LinkedHashMap<String,S> providers = new LinkedHashMap<>();
    
        ........
        
        //加载入口,每次都认为是一次reload,所以先清空原来的
        public void reload() {
                providers.clear();
                //被遍历时才进行实际的实例化和装载动作
                lookupIterator = new LazyIterator(service, loader);
            }
    
        private ServiceLoader(Class<S> svc, ClassLoader cl) {
                service = Objects.requireNonNull(svc, "Service interface cannot be null");
                loader = (cl == null) ? ClassLoader.getSystemClassLoader() : cl;
                acc = (System.getSecurityManager() != null) ? AccessController.getContext() : null;
                reload();
            }
        ........
    }
    private class LazyIterator
            implements Iterator<S>
        {
                ......
                private S nextService() {
                if (!hasNextService())
                    throw new NoSuchElementException();
                String cn = nextName;
                nextName = null;
                Class<?> c = null;
                try {
                    c = Class.forName(cn, false, loader);
                } catch (ClassNotFoundException x) {
                    fail(service,
                         "Provider " + cn + " not found");
                }
                if (!service.isAssignableFrom(c)) {
                    fail(service,
                         "Provider " + cn  + " not a subtype");
                }
                try {
                    S p = service.cast(c.newInstance());
                    providers.put(cn, p);
                    return p;
                } catch (Throwable x) {
                    fail(service,
                         "Provider " + cn + " could not be instantiated",
                         x);
                }
                throw new Error();          // This cannot happen
            }
            ........... 
    }
    

    ehcache中的使用:



    Sentinel流量哨兵中的使用:


    JDK中数据库Driver初始化中的使用:


    2.类SPI实现:SpringBoot-autoconfigure

    2.1 简介

    SpringMVC和Springboot在META-INF目录中都提供了spring.factories配置文件,与上述JDK中使用的SPI方式基本一致,只是对具体文件名和内容作了自己的解析和加载逻辑;
    以spring-boot-autoconfigure-2.0.0.Release版本为例,配置文件中的那内容大概如下:


    主要都是在对@EnableAutoConfiguration进行各类支持,以HttpMessageConvertersAutoConfiguration这个类为例,springboot在容器启动时,已经自动帮我们把一些常用的Converter装载进来,如有Jackson,json-b,gjson的参数解析和绑定:


    2.2 加载入口:SpringFactoriesLoader

    可以看出其加载的类缓存在了变量cache中,它是一个多层嵌套的KKV结构,value是一个List<String>,正好对应spring.factories中的内容。
    springboot项目启动时,会先使用此类寻找供初始化实现类并初始化:


    根据这个特性,我们也可以把自定义的一些configuration通过配置EnableAutoConfiguration的实现来触发启动加载。springboot的各类starter包,也是通过这种方式进行快速接入和使用的;

    3.类SPI实现:Dubbo-ExtensionLoader

    JDK的SPI,新建接口,然后定义不同实现,然后/META-INF/services定义定义接口的全路径的文件,文件中写上接口的全部实现类,最后代码通过ServiceLoader加载,循环迭代得到所有实现类。标准SPI迭代时会加载所有实现,所以只希望加载某个的,就不现实了。
    Dubbo的扩展SPI:

    1. 单例,对于某个扩展,只会有一个ExtensionLoader;
    2. 延迟加载,可以一次只获取想要的扩展点,一次获取想要的扩展点实现;
    3. 对于扩展点的Ioc和Aop,就是一个扩展可以注入到另一个扩展中,也可以对一个扩展做wrap包装实现aop的功能;
    4. 对于扩展点的调用,真正调用的时候才能确认具体使用的是那个实现。

    从以上全局变量中也可以大概看出上述的dubbo-SPI的一些特性;
    如果对dubbo源码感兴趣可前往此处进行快速了解。

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