ServiceLoader主要的功能是用来完成对SPI的provider的加载。
先看下它的成员:
public final class ServiceLoader<S>
implements Iterable<S> {
private static final String PREFIX = "META-INF/services/";
// The class or interface representing the service being loaded
private final Class<S> service;
// The class loader used to locate, load, and instantiate providers
private final ClassLoader loader;
// The access control context taken when the ServiceLoader is created
private final AccessControlContext acc;
// Cached providers, in instantiation order
private LinkedHashMap<String,S> providers = new LinkedHashMap<>();
// The current lazy-lookup iterator
private LazyIterator lookupIterator;
......
}
可以看到他首先是实现了Iterable接口,可以迭代。
- PREFIX:指明了路径是在"META-INF/services/"下。
- service:表示正在加载的服务的类或接口。
- loader:使用的类加载器。
- acc:创建ServiceLoader时获取的访问控制上下文。
- providers:缓存的服务提供集合。
- lookupIterator:是其内部使用的迭代器,用于类的懒加载,只有在迭代时加载。
其构造方法是一个private方法,不对外提供,在使用时我们需要调用其静态的load方法,由其自身产生ServiceLoader对象:
public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) {
ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
return ServiceLoader.load(service, cl);
}
public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service,
ClassLoader loader) {
return new ServiceLoader<>(service, loader);
}
可以看到对load方法进行了重载,其中参数service是要加载的类;单参方法没有类加载器,使用的是当前线程的类加载器;最后调用的是双参的load方法;而双参的load方法也很简单,只是直接调用ServiceLoader的构造方法,实例化了一个对象。
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();
可以看到其构造方法逻辑依旧很简单,首先是判断传入的svc(即传入的service)是否为空,若是为空直接报异常,否则给service 成员赋值:
public static <T> T requireNonNull(T obj, String message) {
if (obj == null)
throw new NullPointerException(message);
return obj;
}
然后给进行cl的非空判断,给loader 成员赋值;接着给acc 成员赋值,其根据是否设置了安全管理器SecurityManager来赋值;最后调用reload方法。
public void reload() {
providers.clear();
lookupIterator = new LazyIterator(service, loader);
}
可以看到reload方法是一个public方法,那么在每次调用reload时就需要将之前加载的清空掉,所以直接使用providers这个map的clear方法清空掉缓存;接着使用刚才赋值后的service和loader产生一个LazyIterator对象赋值给lookupIterator成员。
LazyIterator是ServiceLoader的内部类,其定义如下:
private class LazyIterator
implements Iterator<S> {
Class<S> service;
ClassLoader loader;
Enumeration<URL> configs = null;
Iterator<String> pending = null;
String nextName = null;
private LazyIterator(Class<S> service, ClassLoader loader) {
this.service = service;
this.loader = loader;
}
......
}
这里就可以看到ServiceLoader的实际加载过程就交给了LazyIterator来做,将ServiceLoader的service和loader成员分别赋值给了LazyIterator的service和loader成员。
configs是服务的URL枚举;
pending是保存要加载的服务的名称集合;
nextName是下一个要加载的服务名称;
ServiceLoader实现了Iterable接口,其实现的iterator方法如下:
public Iterator<S> iterator() {
return new Iterator<S>() {
Iterator<Map.Entry<String,S>> knownProviders
= providers.entrySet().iterator();
public Boolean hasNext() {
if (knownProviders.hasNext())
return true;
return lookupIterator.hasNext();
}
public S next() {
if (knownProviders.hasNext())
return knownProviders.next().getValue();
return lookupIterator.next();
}
public void remove() {
throw new UnsupportedOperationException();
}
}
;
}
可以看到它是直接创建了一个Iterator对象返回;其knownProviders成员直接获取providers的entrySet集合的迭代器;在hasNext和next方法中我们可以看到,它是先通过判断knownProviders里有没有(即providers),若没有再去lookupIterator中找;
前面我们可以看到providers里并没用put任何东西,那么就说明put操作也是在lookupIterator中完成的。
先看到lookupIterator的next方法:
public S next() {
if (acc == null) {
return nextService();
} else {
PrivilegedAction<S> action = new PrivilegedAction<S>() {
public S run() {
return nextService();
}
}
;
return AccessController.doPrivileged(action, acc);
}
}
首先根据判断acc是否为空,若为空则说明没有设置安全策略直接调用nextService方法,否则以特权方式调用nextService方法。
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
}
首先根据hasNextService方法判断,若为false直接抛出NoSuchElementException异常,否则继续执行。
hasNextService方法:
private Boolean hasNextService() {
if (nextName != null) {
return true;
}
if (configs == null) {
try {
String fullName = PREFIX + service.getName();
if (loader == null)
configs = ClassLoader.getSystemResources(fullName); else
configs = loader.getResources(fullName);
}
catch (IOException x) {
fail(service, "Error locating configuration files", x);
}
}
while ((pending == null) || !pending.hasNext()) {
if (!configs.hasMoreElements()) {
return false;
}
pending = parse(service, configs.nextElement());
}
nextName = pending.next();
return true;
}
hasNextService方法首先根据nextName成员是否为空判断,若不为空,则说明已经初始化过了,直接返回true,否则继续执行。接着configs成员是否为空,configs 是一个URL的枚举,若是configs 没有初始化,就需要对configs初始化。
configs初始化逻辑也很简单,首先根据PREFIX前缀加上PREFIX的全名得到完整路径,再根据loader的有无,获取URL的枚举。其中fail方法时ServiceLoader的静态方法,用于异常的处理,后面给出。
在configs初始化完成后,还需要完成pending的初始化或者添加。
可以看到只有当pending为null,或者没有元素时才进行循环。循环时若是configs里没有元素,则直接返回false;否则调用ServiceLoader的parse方法,通过service和URL给pending赋值;
parse方法:
private Iterator<String> parse(Class<?> service, URL u)
throws ServiceConfigurationError {
InputStream in = null;
BufferedReader r = null;
ArrayList<String> names = new ArrayList<>();
try {
in = u.openStream();
r = new BufferedReader(new InputStreamReader(in, "utf-8"));
int lc = 1;
while ((lc = parseLine(service, u, r, lc, names)) >= 0);
}
catch (IOException x) {
fail(service, "Error reading configuration file", x);
}
finally {
try {
if (r != null) r.close();
if (in != null) in.close();
}
catch (IOException y) {
fail(service, "Error closing configuration file", y);
}
}
return names.iterator();
}
可以看到parse方法直接通过URL打开输入流,通过parseLine一行一行地读取将结果保存在names数组里。
parseLine方法:
private int parseLine(Class<?> service, URL u, BufferedReader r, int lc,
List<String> names)
throws IOException, ServiceConfigurationError {
String ln = r.readLine();
if (ln == null) {
return -1;
}
int ci = ln.indexOf('#');
if (ci >= 0) ln = ln.substring(0, ci);
ln = ln.trim();
int n = ln.length();
if (n != 0) {
if ((ln.indexOf(' ') >= 0) || (ln.indexOf('t') >= 0))
fail(service, u, lc, "Illegal configuration-file syntax");
int cp = ln.codePointAt(0);
if (!Character.isJavaIdentifierStart(cp))
fail(service, u, lc, "Illegal provider-class name: " + ln);
for (int i = Character.charCount(cp); i < n; i += Character.charCount(cp)) {
cp = ln.codePointAt(i);
if (!Character.isJavaIdentifierPart(cp) && (cp != '.'))
fail(service, u, lc, "Illegal provider-class name: " + ln);
}
if (!providers.containsKey(ln) && !names.contains(ln))
names.add(ln);
}
return lc + 1;
}
parseLine方法就是读该URL对应地文件地一行,可以看到通过对“#”的位置判断,忽略注释,并且剔除空格,接着是一系列的参数合法检验,然后判断providers和names里是否都没包含这个服务名称,若都没包含names直接add,最后返回下一行的行标;
当parse将所有内容读取完毕,返回names.iterator()赋值给hasNextService中的pending。循环结束,获取pending中的第一个元素赋值给nextName,返回true,hasNextService方法结束。
在nextService方法往下执行时,先用cn保存nextName的值,再让nextName=null,为下一次的遍历做准备;接着通过类加载,加载名为cn的类,再通过该类实例化对象,并用providers缓存起来,最后返回该实例对象。
其中cast方法是判断对象是否合法:
public T cast(Object obj) {
if (obj != null && !isInstance(obj))
throw new ClassCastException(cannotCastMsg(obj));
return (T) obj;
}
至此ServiceLoader的迭代器的next方法结束。其hasNext方法与其类似,就不详细分析了。
而其remove方法就更直接,直接抛出异常来避免可能出现的危险情况:
public void remove() {
throw new UnsupportedOperationException();
}
其中使用到的静态fail方法只是抛出异常:
private static void fail(Class<?> service, String msg, Throwable cause)
throws ServiceConfigurationError {
throw new ServiceConfigurationError(service.getName() + ": " + msg,
cause);
}
private static void fail(Class<?> service, String msg)
throws ServiceConfigurationError {
throw new ServiceConfigurationError(service.getName() + ": " + msg);
}
private static void fail(Class<?> service, URL u, int line, String msg)
throws ServiceConfigurationError {
fail(service, u + ":" + line + ": " + msg);
}
ServiceLoader除了load的两个方法外还有个loadInstalled方法:
public static <S> ServiceLoader<S> loadInstalled(Class<S> service) {
ClassLoader cl = ClassLoader.getSystemClassLoader();
ClassLoader prev = null;
while (cl != null) {
prev = cl;
cl = cl.getParent();
}
return ServiceLoader.load(service, prev);
}
该方法与load方法不同在于loadInstalled使用的是扩展类加载器,而load使用的是传入进来的或者是线程的上下文类加载器,其他都一样。
ServiceLoader源码分析到此全部结束。
写在最后
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