java中spi有什么作用,spi实现原理
在面向对象编程中，模块之间的交互是通过接口来编程的。通常调用者不需要知道被调用者的内部实现细节，因为一旦涉及到具体的实现，如果需要另一个实现就需要修改代码，这就违背了编程的‘开闭原则’。所以我们一般有两个选择：一个是使用API(应用编程接口)，一个是SPI(服务提供者接口)。API通常由应用程序开发人员使用，而SPI通常由框架扩展人员使用。
在进入下面的学习之前，我们先加深一下对API和SPI的印象：
API:实现者制定接口标准，完成接口的不同实现。这种模式的服务接口在概念上更接近于实现者；
SPI:调用方制定接口标准，实现方为接口提供不同的实现；从前半句可以看出，SPI其实是一种‘为接口找实现’的服务发现机制；在这种模式下，服务接口组织在调用者所在的包中，实现位于单独的包中。
和SPI:
看了上面的简单示意图，相信你对API和SPI的区别有了大致的了解。现在我们使用SPI机制来实现一个简单的日志框架：
第一步是创建一个名为spi-interface的maven项目，并定义一个spi外部服务接口，稍后将提供给调用者。
包cn.com.wwh；
/**
*
* @文件名Logger.java
* @版本：1.0
* @Description:服务提供商接口
* @作者：wwh
* @日期：2022年9月19日上午10点31分53秒
*/
公共接口记录器{
/**
*
* @描述：(功能描述)
* @param msg
*/
公共void信息(字符串消息)；
/**
*
* @描述：(功能描述)
* @param msg
*/
public void debug(字符串消息)；
}包cn.com.wwh；
导入Java . util . ArrayList；
导入Java . util . iterator；
导入Java . util . list；
导入Java . util . service loader；
/**
*
* @文件名LoggerService.java
* @版本：1.0
* @Description:为服务调用方提供特定的功能是SPI的核心功能。
* @作者：wwh
* @日期：2022年9月19日上午10:33:30
*/
公共类记录器服务{
private static final LoggerService INSTANCE=new LoggerService()；
私有最终记录器记录器；
private final List loggers=new ArrayList()；
私有LoggerService(){
//ServiceLoader是实现SPI的核心类。
service loader Logger sl=service loader . load(Logger . class)；
迭代器记录器it=sl . iterator()；
while (it.hasNext()) {
loggers . add(it . next())；
}
如果(！loggers.isEmpty()) {
logger=loggers . get(0)；
}否则{
logger=null
}
}
/**
* @描述：(功能描述)
* @返回
*/
公共静态LoggerService getLoggerService(){
返回实例；
}
/**
*
* @描述：(功能描述)
* @param msg
*/
公共无效信息(字符串消息){
if (logger==null) {
System.err.println(在info方法中找不到Logger的实现类.);
}否则{
logger . info(msg)；
}
}
/**
*
* @描述：(功能描述)
* @param msg
*/
公共void调试(字符串消息){
if (logger==null) {
System.err.println(在调试方法中找不到记录器的实现类.);
}否则{
logger . info(msg)；
}
}
}把上面的项目做成spi-interface.jar包。
第二步。创建一个新的maven项目，并导入在步骤1中键入的spi-interface.jar包。这个项目用于提供服务的实现，定义一个类，实现步骤1中定义的cn.com.wwh.Logger接口。示例代码如下：
包cn.com.wwh；
导入cn . com . pep . logger；
/**
*
* @文件名Logback.java
* @版本：1.0
* @Description:服务接口实现类
* @作者：wwh
* @日期：2022年9月19日上午10点50分31秒
*/
公共类回退实现记录器{
@覆盖
公共void调试(字符串消息){
System.err.println(调用Logback的调试方法，输出日志为： msg )；
}
@覆盖
公共无效信息(字符串消息){
System.err.println(调用Logback的info方法，输出日志为： msg )；
}
}同时，在当前项目的类路径下建立META-INF/services/folder(至于为什么要这样建立目录，后面会解释)，新建一个名为cn.com.wwh.Logger的文件，内容为cn.com.wwh.Logback这一步是关键(具体功能后面会详细解释)。然后，将上面第二步中的这个项目制作成spi-provider.jar包，供以后使用。我目前的开发工具是Eclipse，目录结构如下图所示：
第三步：编写一个测试类，创建一个新的maven项目，将其命名为spi-test，导入前两步中制作的两个jar包spi-interface.jar和spi-provider.jar，编写测试代码。例子如下：
包cn.com.wwh；
导入cn . com . pep . loggerservice；
/**
*
* @文件名SpiTest.java
* @版本：1.0
* @描述：
* @作者：wwh
* @日期：2022年9月19日上午10点56分31秒
*/
公共类spite {
公共静态void main(String[] args){
logger service logger=logger service . getloggerservice()；
Logger.info(我是中国人)；
Logger.debug(白菜多少钱一斤)；
}
}通过SPI，我们可以轻松地将服务与服务提供者分离。如果未来某一天我们需要将日志保存到数据库或者通过网络发送，只需要为服务接口替换实现类，其他什么都不需要修改，更符合编程中的“开闭原则”。
spi的一般原理是：应用启动时，扫描classpath下的所有jar包，将jar包下的/META-INF/services/目录下的文件加载到内存中，进行一系列的分析(文件名是spi接口的全路径名，文件内容应该是SPI接口实现类的全路径名，可以用多个实现类保存，然后判断当前类和当前接口是否是同一类型)。如果结果为真，则通过反射生成指定类的实例对象，保存在映射集中，可以通过遍历或迭代取出。
SPI的本质是一个加载服务实现的工具。核心类是ServiceLoader。事实上，知道了SPI的原理，我们在JDK探索源代码并不那么费力。让我们开始源代码分析。
loader类是在java.util包下定义的。最终定义用来禁止子类的继承和修改，实现Iterable接口，通过迭代或遍历得到SPI接口的不同实现。
从上面的例子我们知道SPI的入口是service loader . load(class s service)方法。让我们看看它做了什么。
一般来说，以上四个步骤是用指定的类型和绑定到当前线程的classLoader实例化一个LazyIterator对象，赋给引用lookupIterator，清除原来providers列表中缓存的服务的实现。接下来，我们调用ServiceLoader实例的iterator()方法，用下面的代码获得一个迭代器：
1公共迭代器S iterator(){
2 //迭代器由匿名内部类提供。
3返回新的迭代器S () {
4 //获取缓存服务实现者的迭代器
5迭代器映射。条目字符串，S known providers=providers . entry set()。迭代器()；
六
7 //确定迭代器中是否还有其他元素
8 public boolean hasNext(){
9 //缓存的服务实现者的迭代器中没有元素。
10 if (knownProviders.hasNext())
11返回true
12返回lookupiterator . has next()；//确定延迟加载的迭代器中是否有元素。
13 }
14
15 //获取迭代中的下一个元素
16 public S next(){
17 if (knownProviders.hasNext())
18返回knownProviders.next()。getValue()；
19返回lookupiterator . next()；//获取迭代器中延迟加载的下一个元素
20 }
21
22公共void remove(){
23抛出新的UnsupportedOperationException()；
24 }
25 };
20}然后我们调用上一步中获得的迭代器的hasNext()方法。因为我们实际上在ServiceLoader.load()的过程中清除了providers列表中的缓存服务实现，所以我们实际上调用了lookupIterator.hasNext()方法，如下所示：
1个公共布尔hasNext(){
2 if (nextName！=null) {//下一个元素存在
3返回true
4 }
5(configs==null){//配置文件为空。
6尝试{
7 String fullName=前缀service . getname()；//获取配置文件路径
8 if (loader==null)
9 configs=class loader . get system resources(全名)；
10其他
11 configs=loader.getResources(全名)；//加载配置文件
12 } catch (IOException x) {
13失败(服务，“定位配置文件时出错”，x)；
14 }
15 }
16 //遍历配置文件的内容
17 while ((pending==null) ！pending.hasNext()) {
18如果(！configs.hasMoreElements()) {
19返回假；
20 }
21 pending=parse(service，configs . nextelement())；//配置文件的内容解析
22 }
23 next name=pending . next()；//获取服务实现类的完整路径名
24返回true
25 }
26如果上面的判断为真，那么我们调用迭代器it的next()方法。同样，我们也调用lookupIterator.next()方法。源代码如下：
1 public S next(){
2如果(！hasNext()) {
3抛出新的NoSuchElementException()；
4 }
5字符串cn=nextName//文件中保存的服务接口实现类的完整路径名
6 nextName=null
7类？c=空；
8尝试{
9 //获取完全限定名的类对象
10 c=Class.forName(cn，false，loader)；
11 } catch(ClassNotFoundException x){
12失败(找不到服务、“提供商”cn)；
13 }
14 //判断实现类和服务接口是否属于同一类型。
15如果(！service.isAssignableFrom(c)) {
16失败(服务，“提供者”cn不是子类型)；
17 }
18试{
9//通过反射生成服务接口的实现类，判断这个实例是否是接口的实现。
20s p=service . cast(c . new instance())；
1//缓存服务接口的实现并返回
22 providers.put(cn，p)；
23返回p；
24 } catch(可投掷x) {
25失败(服务，提供程序 cn 无法实例化，x)；
26 }
27 throw new Error()；//这不可能发生
28}其实spi实现的主要过程是：扫描类路径下所有jar包下的/META-INF/services/目录(也就是我们需要将服务接口的具体实现类暴露给这个目录。我们之前提到过需要在实现类的类路径下建立一个/META-INF/services/文件夹，这就是原因。)，找到对应的文件，读取文件名找到对应的SPI接口，然后通过InputStream流读出文件内容，得到实现类的全路径名，并得到这个全路径名所代表的类对象，判断是否与服务接口是同一类型，然后通过反射生成服务接口的实现，保存在providers列表中备用。
SPI的这种设计方法为我们的应用扩展提供了极大的便利，但其缺点也是显而易见的。Java SPI遍历SPI的配置文件，并在查找扩展实现类时实例化所有实现类。假设实现类的初始化过程是消耗资源和时间的，但是你不能在你的代码中使用它，这导致了资源的浪费。所以Java SPI不能按需加载实现类。
另外，SPI机制在很多框架中都有应用：slf4j log框架和Spring框架的基本原理都是类似的反映。还有Dubbo框架也提供了同样的SPI扩展机制，但是Dubbo和spring框架中SPI机制的具体实现和我们今天所学的略有不同(**Dubbo可以实现按需加载实现类* *)，但是总体原理是一样的。今天先简单了解一下SPI，相信以今天的基础也不难理解剩下的。
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