JavaSPI 机制学习笔记

程序员考拉

共 4529字,需浏览 10分钟

 ·

2021-02-17 12:18

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最近在阅读框架源代码时,常常看到 SPI 的子包, 忍不住查了下:Service Provider Interface : 服务提供接口。


JavaSPI 实际上是“基于接口的编程+策略模式+配置文件”组合实现的动态加载机制。具体而言:


STEP1. 定义一组接口, 假设是 autocomplete.PrefixMatcher;

      

STEP2. 写出接口的一个或多个实现(autocomplete.EffectiveWordMatcher, autocomplete.SimpleWordMatcher);

      

STEP3. 在 src/main/resources/ 下建立 /META-INF/services 目录, 新增一个以接口命名的文件 autocomplete.PrefixMatcher, 内容是要应用的实现类(autocomplete.EffectiveWordMatcher 或 autocomplete.SimpleWordMatcher 或两者);

      

STEP4. 使用 ServiceLoader 来加载配置文件中指定的实现。 

  

SPI 的应用之一是可替换的插件机制。比如查看 JDBC 数据库驱动包,mysql-connector-java-5.1.18.jar 就有一个 /META-INF/services/java.sql.Driver 里面内容是 com.mysql.jdbc.Driver 。


   

代码示例:

   

1. 编写接口和实现类:autocomplete.PrefixMatcher,  autocomplete.EffectiveWordMatcher, autocomplete.SimpleWordMatcher 见 《输入自动提示与补全功能的设计与实现》;

  

2. 在 src/main/resources/ 下建立文件 /META-INF/services/ autocomplete.PrefixMatcher 填入上述两个类之一或两者都填; 

  

3. 编写测试类。      


package autocomplete;

import java.util.Iterator;
import java.util.ServiceLoader;

/**
 * Created by lovesqcc on 16-2-29.
 */

public class PrefixMatcherTest {

    public static void main(String[] args) {
        ServiceLoader matcher = ServiceLoader.load(PrefixMatcher.class);
        Iterator matcherIter = matcher.iterator();
        while (matcherIter.hasNext()) {
            PrefixMatcher wordMatcher = matcherIter.next();
            System.out.println(wordMatcher.getClass().getName());
            String[] prefixes = new String[] {"a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "i",
                    "l", "n", "p", "r", "s", "t", "v", "w", "do", "finally"};
            for (String prefix: prefixes) {
                System.out.println(wordMatcher.obtainMatchedWords(prefix));
            }
        }

    }
}


要写个 ServiceLoader 的简单实现也不难:1. 读取配置文件,获取实现类的全名称字符串;2. 使用 Java 反射机制来构造服务实现类的实例。可以使用泛型方法,避免获取的时候做类型转换。不过 JDK 自带的 java.util.ServiceLoader 实现得更加严谨一些,使用了 ClassLoader 来加载类,并使用迭代器来获取服务实现类。思路大体相同。


package autocomplete;

import java.io.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * Created by lovesqcc on 16-2-29.
 * A very Simple JavaSPI implementation using java reflection
 */

public class SimpleServiceLoader {

    private static final String PREFIX = "/META-INF/services/";

    public static  List load(Class cls) {
        List<String> implClasses = readServiceFile(cls);
        List implList = new ArrayList();
        for (String implClass : implClasses) {
            Class c = null;
            try {
                c = (Class) Class.forName(implClass);
                implList.add(c.newInstance());
            } catch (Exception e) {
                return new ArrayList();
            }
        }
        return implList;
    }

    private static List<String> readServiceFile(Class cls) {
        String infName = cls.getCanonicalName();
        String fileName = cls.getResource(PREFIX+infName).getPath();
        try {
            BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(new File(fileName)));
            String line = "";
            List<String> implClasses = new ArrayList<String>();
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                implClasses.add(line);
            }
            return implClasses;
        } catch (FileNotFoundException fnfe) {
            System.out.println("File not found: " + fileName);
            return new ArrayList<String>();
        } catch (IOException ioe) {
            System.out.println("Read file failed: " + fileName);
            return new ArrayList<String>();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        List implList = load(PrefixMatcher.class);
        if (implList != null && implList.size() >0) {
            for (PrefixMatcher matcher: implList) {
                System.out.println(matcher.obtainMatchedWords("sh"));
            }
        }
    }
}


ServiceLoader 的实现涉及到如下概念:指向对象类型的 Class 对象;类加载器 ClassLoader;服务实现类的资源抽象;服务实现类的全名字符串。结合类加载器和资源抽象获得服务实现类的全名字符串,再通过类加载器获取 Class 对象, 最后通过 Class 对象来构造服务实现类 S 的实例 s 。

ServiceLoader 的实现主要包括:

      

1.  内部成员包含providers, LazyIterator lookupIterator>。其中,service 是服务接口,loader 是类加载器, providers 是服务实现类的缓存, lookupIterator 是获取服务实现类的迭代器,是 ServiceLoader 的内部类;

      

2. LazyIterator 的内部成员包括configs, Iteratorpending, String nextName>。其中,configs 存放服务实现类的资源配置抽象, pending 存放服务实现类的全名字符串, nextName 是下一个可获取的服务实现类的全名字符串。加载资源使用到 classLoader 的 getSystemResources 和 getResources 方法。Java里的资源抽象使用类 URL 来唯一标识,无论是本地文件 ( file:/// ) 还是网络文件 (http(s):// )。由于要从文件或网络读取文本字符串,因此要使用 BufferedReader 。

  

在 Java 中,Class和 ClassLoader 是造物之始。万物皆是“某类T” 的存在物,而“某类T” 是“万类之类 Class” 的存在物,类别也是一种存在物,存在物即 Object。实例 t -> 类别 T -> 所有类别的抽象 Class-> Object。要创造类别 T 的实例,先通过某种方式(ClassLoader)找到该物的“种子”(Class对象),然后通过该种子来创造具体的物 t。要生成一个 Integer 对象,先找到 Class, 然后 newInstance 出 Integer 的实例。而造物也要有个规则,“女娲造物”和“凡人造物”,如果要造一模一样的物种,必须先经由女娲造物,否则就会造成混乱(至少软件中会出现问题)。在 Java 里就有BootstrapClassLoader -> ExtClassLoader -> AppClassLoader -> CustomClassLoader 的先后规则。



出处:cnblogs.com/lovesqcc/p/5229353.html








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