关于java:JDKDubboSpring-三种-SPI-机制谁更好

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SPI 全称为 Service Provider Interface，是一种服务发现机制。SPI 的实质是将接口实现类的全限定名配置在文件中，并由服务加载器读取配置文件，加载实现类。这样能够在运行时，动静为接口替换实现类。正因而个性，咱们能够很容易的通过 SPI 机制为咱们的程序提供拓展性能。

本文次要是个性 & 用法介绍，不波及源码解析（源码都很简略，置信你肯定一看就懂）

SPI 有什么用？

举个栗子，当初咱们设计了一款全新的日志框架：super-logger。默认以 XML 文件作为咱们这款日志的配置文件，并设计了一个配置文件解析的接口：

package com.github.kongwu.spisamples;

public interface SuperLoggerConfiguration {void configure(String configFile);
}

而后来一个默认的 XML 实现：

package com.github.kongwu.spisamples;

public class XMLConfiguration implements SuperLoggerConfiguration{public void configure(String configFile){......}
}

那么咱们在初始化，解析配置时，只须要调用这个 XMLConfiguration 来解析 XML 配置文件即可。

package com.github.kongwu.spisamples;

public class LoggerFactory {
    static {SuperLoggerConfiguration configuration = new XMLConfiguration();
        configuration.configure(configFile);
    }
    
    public static getLogger(Class clazz){......}
}

这样就实现了一个根底的模型，看起来也没什么问题。不过扩展性不太好，因为如果想定制 / 扩大 / 重写解析性能的话，我还得从新定义入口的代码，LoggerFactory 也得重写，不够灵便，侵入性太强了。

比方当初用户 / 应用方想减少一个 yml 文件的形式，作为日志配置文件，那么只须要新建一个 YAMLConfiguration，实现 SuperLoggerConfiguration 就能够。然而……怎么注入呢，怎么让 LoggerFactory 中应用新建的这个 YAMLConfiguration？难不成连 LoggerFactory 也重写了？

如果借助 SPI 机制的话，这个事件就很简略了，能够很不便的实现这个入口的扩大性能。

上面就先来看看，利用 JDK 的 SPI 机制怎么解决下面的扩展性问题。

JDK SPI

JDK 中 提供了一个 SPI 的性能，外围类是 java.util.ServiceLoader。其作用就是，能够通过类名获取在 ”META-INF/services/” 下的多个配置实现文件。

为了解决下面的扩大问题，当初咱们在 META-INF/services/ 下创立一个 com.github.kongwu.spisamples.SuperLoggerConfiguration 文件（没有后缀）。文件中只有一行代码，那就是咱们默认的com.github.kongwu.spisamples.XMLConfiguration（留神，一个文件里也能够写多个实现，回车分隔）

META-INF/services/com.github.kongwu.spisamples.SuperLoggerConfiguration:

com.github.kongwu.spisamples.XMLConfiguration

而后通过 ServiceLoader 获取咱们的 SPI 机制配置的实现类：

ServiceLoader<SuperLoggerConfiguration> serviceLoader = ServiceLoader.load(SuperLoggerConfiguration.class);
Iterator<SuperLoggerConfiguration> iterator = serviceLoader.iterator();
SuperLoggerConfiguration configuration;

while(iterator.hasNext()) {
    // 加载并初始化实现类
    configuration = iterator.next();}

// 对最初一个 configuration 类调用 configure 办法
configuration.configure(configFile);

最初在调整 LoggerFactory 中初始化配置的形式为当初的 SPI 形式：

package com.github.kongwu.spisamples;

public class LoggerFactory {
    static {ServiceLoader<SuperLoggerConfiguration> serviceLoader = ServiceLoader.load(SuperLoggerConfiguration.class);
        Iterator<SuperLoggerConfiguration> iterator = serviceLoader.iterator();
        SuperLoggerConfiguration configuration;

        while(iterator.hasNext()) {configuration = iterator.next();// 加载并初始化实现类
        }
        configuration.configure(configFile);
    }
    
    public static getLogger(Class clazz){......}
}

等等，这里为什么是用 iterator ? 而不是 get 之类的只获取一个实例的办法？

试想一下，如果是一个固定的 get 办法，那么 get 到的是一个固定的实例，SPI 还有什么意义呢？

SPI 的目标，就是加强扩展性。将固定的配置提取进去，通过 SPI 机制来配置。那既然如此，个别都会有一个默认的配置，而后通过 SPI 的文件配置不同的实现，这样就会存在一个接口多个实现的问题。要是找到多个实现的话，用哪个实现作为最初的实例呢？

所以这里应用 iterator 来获取所有的实现类配置。方才曾经在咱们这个 super-logger 包里减少了默认的 SuperLoggerConfiguration 实现。

为了反对 YAML 配置，当初在应用方 / 用户的代码里，减少一个 YAMLConfiguration 的 SPI 配置：

META-INF/services/com.github.kongwu.spisamples.SuperLoggerConfiguration:

com.github.kongwu.spisamples.ext.YAMLConfiguration

此时通过 iterator 办法，就会获取到默认的 XMLConfiguration 和咱们扩大的这个 YAMLConfiguration 两个配置实现类了。

在下面那段加载的代码里，咱们遍历 iterator，遍历到最初，咱们 ** 应用最初一个实现配置作为最终的实例。

再等等？最初一个？怎么算最初一个？

应用方 / 用户自定义的的这个 YAMLConfiguration 肯定是最初一个吗？

这个真的不肯定，取决于咱们运行时的 ClassPath 配置，在后面加载的 jar 天然在前，最初的 jar 里的天然当然也在前面。所以 如果用户的包在 ClassPath 中的程序比 super-logger 的包更靠后，才会处于最初一个地位；如果用户的包地位在前，那么所谓的最初一个依然是默认的 XMLConfiguration。

举个栗子，如果咱们程序的启动脚本为：

java -cp super-logger.jar:a.jar:b.jar:main.jar example.Main

默认的 XMLConfiguration SPI 配置在super-logger.jar，扩大的 YAMLConfiguration SPI 配置文件在main.jar，那么 iterator 获取的最初一个元素肯定为 YAMLConfiguration。

但这个 classpath 程序如果反了呢？main.jar 在前，super-logger.jar 在后

java -cp main.jar:super-logger.jar:a.jar:b.jar example.Main

这样一来，iterator 获取的最初一个元素又变成了默认的 XMLConfiguration，咱们应用 JDK SPI 没啥意义了，获取的又是第一个，还是默认的 XMLConfiguration。

因为这个加载程序（classpath）是由用户指定的，所以无论咱们加载第一个还是最初一个，都有可能会导致加载不到用户自定义的那个配置。

所以这也是 JDK SPI 机制的一个劣势，无奈确认具体加载哪一个实现，也无奈加载某个指定的实现，仅靠 ClassPath 的程序是一个十分不谨严的形式

Dubbo SPI

Dubbo 就是通过 SPI 机制加载所有的组件。不过，Dubbo 并未应用 Java 原生的 SPI 机制，而是对其进行了加强，使其可能更好的满足需要。在 Dubbo 中，SPI 是一个十分重要的模块。基于 SPI，咱们能够很容易的对 Dubbo 进行拓展。如果大家想要学习 Dubbo 的源码，SPI 机制务必弄懂。接下来，咱们先来理解一下 Java SPI 与 Dubbo SPI 的用法，而后再来剖析 Dubbo SPI 的源码。

Dubbo 中实现了一套新的 SPI 机制，性能更弱小，也更简单一些。相干逻辑被封装在了 ExtensionLoader 类中，通过 ExtensionLoader，咱们能够加载指定的实现类。Dubbo SPI 所需的配置文件需搁置在 META-INF/dubbo 门路下，配置内容如下（以下 demo 来自 dubbo 官网文档）。

optimusPrime = org.apache.spi.OptimusPrime
bumblebee = org.apache.spi.Bumblebee

与 Java SPI 实现类配置不同，Dubbo SPI 是通过键值对的形式进行配置，这样咱们能够按需加载指定的实现类。另外在应用时还须要在接口上标注 @SPI 注解。上面来演示 Dubbo SPI 的用法：

@SPI
public interface Robot {void sayHello();
}

public class OptimusPrime implements Robot {
    
    @Override
    public void sayHello() {System.out.println("Hello, I am Optimus Prime.");
    }
}

public class Bumblebee implements Robot {

    @Override
    public void sayHello() {System.out.println("Hello, I am Bumblebee.");
    }
}


public class DubboSPITest {

    @Test
    public void sayHello() throws Exception {
        ExtensionLoader<Robot> extensionLoader = 
            ExtensionLoader.getExtensionLoader(Robot.class);
        Robot optimusPrime = extensionLoader.getExtension("optimusPrime");
        optimusPrime.sayHello();
        Robot bumblebee = extensionLoader.getExtension("bumblebee");
        bumblebee.sayHello();}
}

Dubbo SPI 和 JDK SPI 最大的区别就在于反对“别名”，能够通过某个扩大点的别名来获取固定的扩大点。就像下面的例子中，我能够获取 Robot 多个 SPI 实现中别名为“optimusPrime”的实现，也能够获取别名为“bumblebee”的实现，这个性能十分有用！

通过 @SPI 注解的 value 属性，还能够默认一个“别名”的实现。比方在 Dubbo 中，默认的是 Dubbo 公有协定：dubbo protocol – dubbo://
**
来看看 Dubbo 中协定的接口：

@SPI("dubbo")
public interface Protocol {......}

在 Protocol 接口上，减少了一个 @SPI 注解，而注解的 value 值为 Dubbo，通过 SPI 获取实现时就会获取 Protocol SPI 配置中别名为 dubbo 的那个实现，com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol文件如下：

filter=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.ProtocolFilterWrapper
listener=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.ProtocolListenerWrapper
mock=com.alibaba.dubbo.rpc.support.MockProtocol


dubbo=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.dubbo.DubboProtocol


injvm=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.injvm.InjvmProtocol
rmi=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.rmi.RmiProtocol
hessian=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.hessian.HessianProtocol
com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.http.HttpProtocol
com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.webservice.WebServiceProtocol
thrift=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.thrift.ThriftProtocol
memcached=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.memcached.MemcachedProtocol
redis=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.redis.RedisProtocol
rest=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.rest.RestProtocol
registry=com.alibaba.dubbo.registry.integration.RegistryProtocol
qos=com.alibaba.dubbo.qos.protocol.QosProtocolWrapper

而后只须要通过 getDefaultExtension，就能够获取到 @SPI 注解上 value 对应的那个扩大实现了

Protocol protocol = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class).getDefaultExtension();
//protocol: DubboProtocol

还有一个 Adaptive 的机制，尽管非常灵活，但……用法并不是很“优雅”，这里就不介绍了

Dubbo 的 SPI 中还有一个“加载优先级”，优先加载内置（internal）的，而后加载内部的（external），按优先级程序加载，如果遇到反复就跳过不会加载 了。

所以如果想靠 classpath 加载程序去笼罩内置的扩大，也是个不太理智的做法，起因同上 – 加载程序不谨严

Spring SPI

Spring 的 SPI 配置文件是一个固定的文件 – META-INF/spring.factories，性能上和 JDK 的相似，每个接口能够有多个扩大实现，应用起来非常简单：

// 获取所有 factories 文件中配置的 LoggingSystemFactory
List<LoggingSystemFactory>> factories = 
    SpringFactoriesLoader.loadFactories(LoggingSystemFactory.class, classLoader);

上面是一段 Spring Boot 中 spring.factories 的配置

# Logging Systems
org.springframework.boot.logging.LoggingSystemFactory=\
org.springframework.boot.logging.logback.LogbackLoggingSystem.Factory,\
org.springframework.boot.logging.log4j2.Log4J2LoggingSystem.Factory,\
org.springframework.boot.logging.java.JavaLoggingSystem.Factory

# PropertySource Loaders
org.springframework.boot.env.PropertySourceLoader=\
org.springframework.boot.env.PropertiesPropertySourceLoader,\
org.springframework.boot.env.YamlPropertySourceLoader

# ConfigData Location Resolvers
org.springframework.boot.context.config.ConfigDataLocationResolver=\
org.springframework.boot.context.config.ConfigTreeConfigDataLocationResolver,\
org.springframework.boot.context.config.StandardConfigDataLocationResolver

......

Spring SPI 中，将所有的配置放到一个固定的文件中，省去了配置一大堆文件的麻烦。至于多个接口的扩大配置，是用一个文件好，还是每个独自一个文件好这个，这个问题就见仁见智了（集体喜爱 Spring 这种，干净利落）。

Spring 的 SPI 尽管属于 spring-framework(core)，然而目前次要用在 spring boot 中……

和后面两种 SPI 机制一样，Spring 也是反对 ClassPath 中存在多个 spring.factories 文件的，加载时会依照 classpath 的程序顺次加载这些 spring.factories 文件，增加到一个 ArrayList 中。因为没有别名，所以也没有去重的概念，有多少就增加多少。

但因为 Spring 的 SPI 次要用在 Spring Boot 中，而 Spring Boot 中的 ClassLoader 会优先加载我的项目中的文件，而不是依赖包中的文件。所以如果在你的我的项目中定义个 spring.factories 文件，那么你我的项目中的文件会被第一个加载，失去的 Factories 中，我的项目中 spring.factories 里配置的那个实现类也会排在第一个

如果咱们要扩大某个接口的话，只须要在你的我的项目（spring boot）里新建一个 META-INF/spring.factories 文件，只增加你要的那个配置，不要残缺的复制一遍 Spring Boot 的 spring.factories 文件而后批改
**
比方我只想增加一个新的 LoggingSystemFactory 实现，那么我只须要新建一个 META-INF/spring.factories 文件，而不是残缺的复制 + 批改：

org.springframework.boot.logging.LoggingSystemFactory=\
com.example.log4j2demo.Log4J2LoggingSystem.Factory

比照

三种 SPI 机制比照之下，JDK 内置的机制是最弱鸡的，然而因为是 JDK 内置，所以还是有肯定利用场景，毕竟不必额定的依赖；Dubbo 的性能最丰盛，但机制有点简单了，而且只能配合 Dubbo 应用，不能齐全算是一个独立的模块；Spring 的性能和 JDK 的相差无几，最大的区别是所有扩大点写在一个 spring.factories 文件中，也算是一个改良，并且 IDEA 完满反对语法提醒。

各位看官们大佬们，你们感觉 JDK/Dubbo/Spring 三种 SPI 的机制，哪个更好呢？欢送评论区留言

参考

• Introduction to the Service Provider Interfaces – Oracle
• Dubbo SPI – Apache Dubbo
• Creating Your Own Auto-configuration – Spring

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