（精）Java的SPI机制

SPI的全名为Service Provider Interface.普通开发人员可能不熟悉，因为这个是针对厂商或者插件的。在java.util.ServiceLoader的文档里有比较详细的介绍。究其思想，其实是和"Callback"差不多。“Callback”的思想是在我们调用API的时候，我们可以自己写一段逻辑代码，传入到API里面，API内部在合适的时候会调用它，从而实现某种程度的“定制”。

典型的是Collections.sort（List<T> list,Comparator<? super T> c）这个方法，它的第二个参数是一个实现Comparator接口的实例。我们可以根据自己的排序规则写一个类，实现此接口，传入此方法，那么这个方法就会根据我们的规则对list进行排序。

把这个思想扩展开来，我们用SPI来重新实现上面的例子。客户把自己的排序规则写成一个类，并且打包成Jar文件，这个Jar文件里面必须有META-INF目录，其下又有services目录，其下有一个文本文件，文件名即为接口的全名：java.util.Comparator。

--META-INF
 --services
   --java.util.Comparator

文件内容只有一行：
com.company1.ComparatorProvider

这一行是你实现了Comparator接口的类的全名，它的代码如下：

package com.company1;
import java.util.Comparator;
import com.mycompany.myapp.MyItem;
public class ComparatorProvider implements Comparator<MyItem>{
    @Override
    public int compare(MyItem o1, MyItem o2) {
                //依据name排序  
        return o1.getName().compareTo(o2.getName());
    }
}
编译打包后，把它放到你的主程序的class path里。下面是你的主程序：

      //从class path中所有Jar的META-INF目录中搜索，找到合适的类并加载。
    private static ServiceLoader<Comparator> serviceLoader
    = ServiceLoader.load(Comparator.class);
    
    public static void main(String[] args)
    {
        List<MyItem> myList = new ArrayList<MyItem>();
        myList.add(new MyItem(2,"c","hhh"));
        myList.add(new MyItem(3,"k","ooo"));
        myList.add(new MyItem(4,"d","ppp"));
        myList.add(new MyItem(5,"b","ggg"));
        
        showList(myList);
        
        Collections.sort(myList,getCompartor());
        
        showList(myList);    
    }
    
    @SuppressWarnings("unchecked")
    private static Comparator<MyItem> getCompartor() {
        
        for(Comparator service : serviceLoader)
        {
           return (Comparator<MyItem>)service;
        }
               
        return null;
    }

要注意的是serviceLoader开始只是加载类，实例化要到第一次用的时候。类MyItem和方法showList并不重要，所以你不必在意。你可以按照这个规则，写另外一个排序规则的Jar,随时可以更换你的排序规则.

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最近看到公司的一些框架和之前看到的开源的一些框架的一些服务发现和接入都采用了java的spi机制。

所以简单的总结下java spi机制的思想。

我们系统里抽象的各个模块，往往有很多不同的实现方案，比如日志模块的方案，xml解析模块、jdbc模块的方案等。面向的对象的设计里，我们一般推荐模块之间基于接口编程，模块之间不对实现类进行硬编码。一旦代码里涉及具体的实现类，就违反了可拔插的原则，如果需要替换一种实现，就需要修改代码。

为了实现在模块装配的时候能不在程序里动态指明，这就需要一种服务发现机制。java spi就是提供这样的一个机制：为某个接口寻找服务实现的机制。有点类似IOC的思想，就是将装配的控制权移到程序之外，在模块化设计中这个机制尤其重要。

java spi的具体约定如下 ：

当服务的提供者，提供了服务接口的一种实现之后，在jar包的META-INF/services/目录里同时创建一个以服务接口命名的文件。该文件里就是实现该服务接口的具体实现类。而当外部程序装配这个模块的时候，就能通过该jar包META-INF/services/里的配置文件找到具体的实现类名，并装载实例化，完成模块的注入。

基于这样一个约定就能很好的找到服务接口的实现类，而不需要再代码里制定。

jdk提供服务实现查找的一个工具类：java.util.ServiceLoader

例子

1.common-logging

apache最早提供的日志的门面接口。只有接口，没有实现。具体方案由各提供商实现，发现日志提供商是通过扫描 META-INF/services/org.apache.commons.logging.LogFactory配置文件，通过读取该文件的内容找到日志提工商实现类。只要我们的日志实现里包含了这个文件，并在文件里制定 LogFactory工厂接口的实现类即可。

2.jdbc

jdbc4.0以前，开发人员还需要基于Class.forName("xxx")的方式来装载驱动，jdbc4也基于spi的机制来发现驱动提供商了，可以通过META-INF/services/java.sql.Driver文件里指定实现类的方式来暴露驱动提供者。

3.自己编写简单例子

假设有一个内容搜索系统，分为展示和搜索两个模块。展示和搜索基于接口编程。搜索的实现可能是基于文件系统的搜索，也可能是基于数据库的搜索。实例代码如下

Search.java: 搜索接口      Java代码

1. package search;
3. import java.util.List;
5. import definition.Doc;
7. public interface Search {
8. List<Doc> search(String keyword);
9. }

FileSearch.java:文件系统的搜索实现      Java代码

1. package search;
3. import java.util.List;
5. import definition.Doc;
7. public class FileSearch implements Search {
9. @Override
10. public List<Doc> search(String keyword) {
11. System.out.println("now use file system search. keyword:" + keyword);
12. return null;
13. }
15. }

DatabaseSearch.java      Java代码

1. package search;
3. import java.util.List;
5. import definition.Doc;
7. public class DatabaseSearch implements Search {
9. @Override
10. public List<Doc> search(String keyword) {
11. System.out.println("now use database search. keyword:" + keyword);
12. return null;
13. }
15. }

SearchTest.java      Java代码

1. package search;
3. import java.util.Iterator;
4. import java.util.ServiceLoader;
6. public class SearchTest {
8. public static void main(String[] args) {
9. ServiceLoader<Search> s = ServiceLoader.load(Search.class);
10. Iterator<Search> searchs = s.iterator();
11. if (searchs.hasNext()) {
12. Search curSearch = searchs.next();
13. curSearch.search("test");
14. }
15. }
16. }

最后创建在META-INF/searvices/search.Search文件。

当search.Search文件内容是"search.FileSearch"时，程序输出是：

now use file system search. keyword:test

当search.Search文件内容是"search.DatabaseSearch"时，程序输出是：

now use database search. keyword:test
可以看出SearchTest里没有任何和具体实现有关的代码，而是基于spi的机制去查找服务的实现。

参考文献：

（全文完）