面试官提问：dubbo 里的SPI是什么原理？

大家好，今天我们学习Dubbo增强SPI，我会从SPI的概念开始逐步深入，给大家讲解Dubbo里是如何实现SPI的。

Java SPI介绍

Java SPI 我从面向接口编程的编程原则开始，给大家介绍Java SPI的原理，实现，并举例说明。

面向接口编程

基于接口编程是面向对象编程的基本原则之一。什么是基于接口编程呢？当我们需要使用其它模块的代码时，如果调用的是接口而不是其他模块具体的实现类，这样就避免了硬编码。反之，如果我们调用的是具体的实现类，那么就违反了可拔插的原则，因为如果需要替换一种实现，就需要修改代码,从而增加了代码的耦合性，不符合面向对象的基本原则。

JAVA SPI原理

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。为了实现在在调用过程中避免调用实现类，这就需要一种服务发现机制。JAVA SPI（service provider interface）就是这样的一个机制，会去帮我们寻找接口的实现类，并实例化。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 的具体约定为: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。

下面的图展示了Java SPI的机制：

图中实现类的提供方既可以是引入的第三方实现的，也可以是自己实现的，场景不同实现类的提供方也是不一样的。

Java SPI的机制

JAVA SPI代码示例

接下来我会举两个例子，类分别是由外部jar包提供实现类和调用者自己提供实现类。

由外部jar包提供实现类的示例

大家在编码的过程中避免不了跟数据库打交道，操作数据库是离不开sql的。java类库中实现了利用sql操作数据库的功能，具体在java.sql包里，但是在java.sql包中并没有数据库驱动程序。针对一个数据库，可能会存在着不同的数据库驱动实现。我们在使用特定的驱动实现时，不希望修改现有的代码，而希望通过一个简单的配置就可以达到效果。具体是怎么做的的呢？

我们以mysql驱动为例，分析一下java.sql是如何加载mysql驱动程序的。我们先看java.sql是如何实现spi的。首先java.sql会提供一个驱动接口Driver.java

package com.mysql.cj.jdbc; 
import java.sql.DriverManager; 
import java.sql.SQLException; 
public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver 
{ 
  public Driver() throws SQLException { }
  static { 
    try {
      DriverManager.registerDriver(new Driver()); 
    } catch (SQLException var1) { 
      throw new RuntimeException("Can't register driver!"); 
    } 
  } 
}

这个接口就是提供给驱动厂商去实现的。

然后我们看看java.sql是如何加载驱动接口的实现类的，这个工作是由DriverManager类中的静态方法loadInitialDrivers() 实现的，相关代码段如下。我们可以看到java spi工具类ServiceLoader的使用，ServiceLoader会把实现类加载进来。

ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class); 
Iterator<Driver> drivers = loadedDrivers.iterator(); 
println("DriverManager.initialize: jdbc.drivers = " + loadedDrivers);

然后我们看一下mysql-connector-java.jar包里是如何配合Java spi的，实现了java.sql提供的接口Driver

package com.mysql.cj.jdbc; 
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException; 
public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {
  public Driver() throws SQLException { } 
static { 
  try { 
    DriverManager.registerDriver(new Driver()); 
  } catch (SQLException var1) { 
    throw new RuntimeException("Can't register driver!"); 
  } 
} 
}

然后在在META-INF/services配置了上文中提到的接口路径，打开里面的内容，可以看到是com.mysql.jdbc.Driver

这样，DriverManager在初始化的时候根据提供的实现类把所有符合的驱动都加载进去。

自己提供实现类的示例：

1. 定义一个接口：

package com.dubbo.spi;  
public interface CourseService {
  void classBegin();
} 

2.定义两个实现类：

package com.dubbo.spi; 
public class CourseServiceP6 implements CourseService{
  @Override
  public void classBegin() {
    System.out.println("P6 course start!!!!!!");
  } 
} 

package com.dubbo.spi;
public class CourseServiceP7 implements CourseService{ 
  @Override     public void classBegin() { 
    System.out.println("P7 course start!!!!!!"); 
  }
}

3.在META-INF/services/目录里创建一个以

com.dubbo.spi.CourseService为文件名的文件，这个文件里的内容就是这个接口的具体的实现类。

4.测试代码：

package com.dubbo.spi;
import java.util.ServiceLoader; 
public class SpiTest { 
  public static void main(String[] args) { 
    ServiceLoader<CourseService> serviceLoader = ServiceLoader.load(CourseService.class); 
    // 执行
    for (CourseService courseService : serviceLoader) {
      courseService.classBegin();
    }
  } 
} 

执行结果如下：

P6 course start!!!!!!

P7 course start!!!!!!

总结

优点

使用 Java SPI 机制的优势是实现解耦，使得接口的定义与具体业务实现分离，而不是耦合在一起。应用程序可以根据实际业务情况启用或替换具体组件。

缺点

• 必须全部加载配置文件指定的实现类，不能有选择的加载。 ServiceLoader是运行时加载，但如果遇到某个实现类不需要而且加载很慢，这样就会造成很大的延迟和浪费。
• 实现类只能通过枚举获得，获取方式不够丰富。
• 多个并发多线程使用 ServiceLoader 类的实例是不安全的