SPI 全称为 (Service Provider Interface) ，是JDK内置的一种服务提供发现机制。 目前有不少框架用它来做服务的扩展发现， 简单来说，它就是一种动态替换发现的机制， 举个例子来说，有个接口，想运行时动态的给它添加实现，你只需要添加一个实现。
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实例
定义接口
package org.cellphone.api;
public interface DataSource {
String getConnection();
}
Oracle厂商实现接口
package org.cellphone.oracle;
import org.cellphone.api.DataSource;
public class DataSourceImpl implements DataSource {
@Override
public String getConnection() {
return "Oracle提供数据库连接池";
}
}
并在classpath下的META-INF/services/目录下以接口全路径名定义文件：org.cellphone.api.DataSource，文件内容为：
org.cellphone.oracle.DataSourceImpl
MySQL厂商实现接口
package org.cellphone.mysql;
import org.cellphone.api.DataSource;
public class DataSourceImpl implements DataSource {
@Override
public String getConnection() {
return "MySQL提供数据库连接池";
}
}
并在classpath下的META-INF/services/目录下以接口全路径名定义文件：org.cellphone.api.DataSource，文件内容为：
org.cellphone.mysql.DataSourceImpl
ServiceLoader.load(DataSource.class)读取厂商Oracle、MySQL提供jar包中的文件，ServiceLoader实现了Iterable接口可通过while for循环语句遍历出所有实现。
package org.cellphone.invoker;
import org.cellphone.api.DataSource;
import java.util.ServiceLoader;
public class Main {
private static ServiceLoader<DataSource> loader = ServiceLoader.load(DataSource.class);
public static void main(String[] args) {
for (DataSource source : loader) {
System.out.println(source.getConnection());
}
}
}
SPI源码解析
// ServiceLoader实现了Iterable接口，可以遍历所有的服务实现者
public final class ServiceLoader<S>
implements Iterable<S>
{
// 查找配置文件的目录
private static final String PREFIX = "META-INF/services/";
// 表示要被加载的服务的类或接口
private final Class<S> service;
// 这个ClassLoader用来定位，加载，实例化服务提供者
private final ClassLoader loader;
// 访问控制上下文
private final AccessControlContext acc;
// 缓存已经被实例化的服务提供者，按照实例化的顺序存储
private LinkedHashMap<String,S> providers = new LinkedHashMap<>();
// The current lazy-lookup iterator
private LazyIterator lookupIterator;
// 重新加载，就相当于重新创建ServiceLoader了，用于新的服务提供者安装到正在运行的Java虚拟机中的情况
public void reload() {
// 清空缓存中所有已实例化的服务提供者
providers.clear();
// 新建一个迭代器，该迭代器会从头查找和实例化服务提供者
lookupIterator = new LazyIterator(service, loader);
}
// 私有构造器
// 使用指定的类加载器和服务创建服务加载器
// 如果没有指定类加载器，使用系统类加载器，就是应用类加载器。
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();
}
// 解析失败处理的方法
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);
}
// 解析服务提供者配置文件中的一行
// 首先去掉注释校验，然后保存
// 返回下一行行号
// 重复的配置项和已经被实例化的配置项不会被保存
private int parseLine(Class<?> service, URL u, BufferedReader r, int lc,
List<String> names)
throws IOException, ServiceConfigurationError
{
// 读取一行
String ln = r.readLine();
if (ln == null) {
return -1;
}
// #号代表注释行
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;
}
// 解析配置文件，解析指定的url配置文件
// 使用parseLine方法进行解析，未被实例化的服务提供者会被保存到缓存中去
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();
}
// Private inner class implementing fully-lazy provider lookup
// 服务提供者查找的迭代器
private class LazyIterator
implements Iterator<S>
{
// 服务提供者接口
Class<S> service;
// 类加载器
ClassLoader loader;
// 保存实现类的url
Enumeration<URL> configs = null;
// 保存实现类的全名
Iterator<String> pending = null;
// 迭代器中下一个实现类的全名
String nextName = null;
private LazyIterator(Class<S> service, ClassLoader loader) {
this.service = service;
this.loader = loader;
}
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;
}
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
}
public boolean hasNext() {
if (acc == null) {
return hasNextService();
} else {
PrivilegedAction<Boolean> action = new PrivilegedAction<Boolean>() {
public Boolean run() { return hasNextService(); }
};
return AccessController.doPrivileged(action, acc);
}
}
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);
}
}
public void remove() {
throw new UnsupportedOperationException();
}
}
// 获取迭代器
// 返回遍历服务提供者的迭代器
// 以懒加载的方式加载可用的服务提供者
// 懒加载的实现是：解析配置文件和实例化服务提供者的工作由迭代器本身完成
public Iterator<S> iterator() {
return new Iterator<S>() {
// 按照实例化顺序返回已经缓存的服务提供者实例
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();
}
};
}
// 为指定的服务使用指定的类加载器来创建一个ServiceLoader
public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service,
ClassLoader loader)
{
return new ServiceLoader<>(service, loader);
}
// 使用线程上下文的类加载器来创建ServiceLoader
public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) {
ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
return ServiceLoader.load(service, cl);
}
// 使用扩展类加载器为指定的服务创建ServiceLoader
// 只能找到并加载已经安装到当前Java虚拟机中的服务提供者，应用程序类路径中的服务提供者将被忽略
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);
}
/**
* Returns a string describing this service.
*
* @return A descriptive string
*/
public String toString() {
return "java.util.ServiceLoader[" + service.getName() + "]";
}
}
ServiceLoader不是实例化以后，就去读取配置文件中的具体实现，并进行实例化。而是等到使用迭代器去遍历的时候，才会加载对应的配置文件去解析，调用hasNext方法的时候会去加载配置文件进行解析，调用next方法的时候进行实例化并缓存。
所有的配置文件只会加载一次，服务提供者也只会被实例化一次，重新加载配置文件可使用reload方法。
SPI缺点
通过上面的解析，可以发现，我们使用SPI查找具体的实现的时候，需要遍历所有的实现，并实例化，然后我们在循环中才能找到我们需要实现。这应该也是最大的缺点，需要把所有的实现都实例化了，即便我们不需要，也都给实例化了。
来源：https://www.cnblogs.com/warehouse/p/9335530.html