JDK与Dubbo中的SPI详细介绍

Java
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2023-01-31
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标签   Dubbo
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  • 1、SPI简介
  • 2、JDK中的SPI
  • 3、Dubbo中的SPI
  • 4、Dubbo中扩展点使用方式
  • 5、DubboSPI中的Adaptive功能

1、SPI简介

SPI 全称为 (Service Provider Interface) ，是JDK内置的一种服务提供发现机制。 目前有不少框架用它来做服务的扩展发现，简单来说，它就是一种动态替换发现的机制。使用SPI机制的优势是实现解耦，使得第三方服务模块的装配控制逻辑与调用者的业务代码分离。

2、JDK中的SPI

Java中如果想要使用SPI功能，先提供标准服务接口，然后再提供相关接口实现和调用者。这样就可以通过SPI机制中约定好的信息进行查询相应的接口实现。

SPI遵循如下约定：

  • 当服务提供者提供了接口的一种具体实现后，在META-INF/services目录下创建一个以“接口全限定名”为命名的文件，内容为实现类的全限定名；
  • 接口实现类所在的jar包放在主程序的classpath中；
  • 主程序通过java.util.ServiceLoader动态装载实现模块，它通过扫描META-INF/services目录下的配置文件找到实现类的全限定名，把类加载到JVM；
  • SPI的实现类必须携带一个无参构造方法；

入门案例

模块结构如下

（1）api模块

此模块创建了一个接口，供后续模块使用

package com.lagou.service;
public interface HelloService {
    String sayHello();
}

（2）impl模块

此模块中提供了api模块接口的实现类，并且在resource目录下，创建了配置文件。

实现类

package com.lagou.service.impl;
import com.lagou.service.HelloService;
public class HumanHelloService implements HelloService {
    @Override
    public String sayHello() {
        return "hello world";
    }
}

配置文件（名称为接口全限定名， 内容为接口实现类全限定类名）

com.lagou.service.impl.HumanHelloService

（3）main模块

提供了测试jdk-spi的的类

package com.lagou.test;
import com.lagou.service.HelloService;
import java.util.ServiceLoader;
public class JavaSpiMain {
    public static void main(String[] args) {
        final ServiceLoader<HelloService> helloServices = ServiceLoader.load(HelloService.class);
        for (HelloService helloService : helloServices) {
            System.out.println(helloServices.getClass().getName() + ";" + helloService.sayHello());
        }
    }
}

3、Dubbo中的SPI

dubbo中大量的使用了SPI来作为扩展点，通过实现同一接口的前提下，可以进行定制自己的实现类。比如比较常见的协议，负载均衡，都可以通过SPI的方式进行定制化，自己扩展。Dubbo中已经存在的所有已经实现好的扩展点。

下图中则是Dubbo中默认提供的负载均衡策略。

4、Dubbo中扩展点使用方式

我们使用三个项目来演示Dubbo中扩展点的使用方式，一个主项目main，一个服务接口项目api，一个服务实现项目impl。

（1）api模块

往pom.xml中导入dubbo依赖

       <dependency>
            <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
            <artifactId>dubbo</artifactId>
            <version>2.7.5</version>
        </dependency>

创建接口，并在接口上添加上@SPI注解

package com.lagou.service;
import org.apache.dubbo.common.URL;
import org.apache.dubbo.common.extension.Adaptive;
import org.apache.dubbo.common.extension.SPI;
@SPI
public interface HelloService {
    String sayHello();
}

（2）impl模块

导入 api项目 的依赖

建立实现类

package com.lagou.service;
public class HumanHelloService implements HelloService{
    @Override
    public String sayHello() {
        return "hello 你好";
    }
}

SPI进行声明操作，在resources 目录下创建目录META-INF/dubbo 目录，在目录下创建名称为接口的全限定类名的文件，文件内部配置实现类名称和对应的全限定名：

human=com.lagou.service.HumanHelloService

（3）main模块

导入坐标、接口项目和实现类项目

创建DubboSpiMain

和原先调用的方式不太相同， dubbo 有对其进行自我重新实现 需要借助ExtensionLoader，创建新的运行项目。这里demo中的示例和java中的功能相同，查询出所有的已知实现，并且调用

package com.lagou;
import com.lagou.service.HelloService;
import org.apache.dubbo.common.extension.ExtensionLoader;
import java.util.Set;
public class DubboSpiMain {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取扩展加载器
        ExtensionLoader<HelloService> extensionLoader = ExtensionLoader.getExtensionLoader(HelloService.class);
        // 遍历所有支持的扩展点   META-INF.dubbo
        Set<String> extensions = extensionLoader.getSupportedExtensions();
        for (String extension : extensions) {
            String result = extensionLoader.getExtension(extension).sayHello();
            System.out.println(result);
        }
    }
}

（4）dubbo自己做SPI的目的

1. JDK 标准的 SPI 会一次性实例化扩展点所有实现，如果有扩展实现初始化很耗时，但如果没用上也加载，会很浪费资源

2. 如果有扩展点加载失败，则所有扩展点无法使用

3. 提供了对扩展点包装的功能(Adaptive)，并且还支持通过set的方式对其他的扩展点进行注入

5、DubboSPI中的Adaptive功能

Dubbo中的Adaptive功能，主要解决的问题是如何动态的选择具体的扩展点。通过getAdaptiveExtension 统一对指定接口对应的所有扩展点进行封装，通过URL的方式对扩展点来进行动态选择。 (dubbo中所有的注册信息都是通过URL的形式进行处理的。)这里同样采用相同的方式进行实现。

（1）创建接口

api中的HelloService 扩展如下方法, 与原先类似，在sayHello中增加Adaptive 注解，并且在参数中提供URL参数.注意这里的URL参数的类为org.apache.dubbo.common.URL，其中@SP可以指定一个字符串参数，用于指明该SPI的默认实现。

package com.lagou.service;
import org.apache.dubbo.common.URL;
import org.apache.dubbo.common.extension.Adaptive;
import org.apache.dubbo.common.extension.SPI;
@SPI("human") // 这个human对应配置文件中的human
public interface HelloService {
    String sayHello();
    @Adaptive
    String sayHello(URL url);
}

（2）创建实现类

与上面Service实现类代码相似，只需增加URL形参即可

package com.lagou.service;
import org.apache.dubbo.common.URL;
public class HumanHelloService implements HelloService{
    @Override
    public String sayHello() {
        return "hello 你好";
    }
    @Override
    public String sayHello(URL url) {
        return "hello url";
    }
}

（3）编写DubboAdaptiveMain

最后在获取的时候方式有所改变，需要传入URL参数，并且在参数中指定具体的实现类参数

package com.lagou;
import com.lagou.service.HelloService;
import org.apache.dubbo.common.URL;
import org.apache.dubbo.common.extension.ExtensionLoader;
public class DubboAdaptiveMain {
    public static void main(String[] args) {
        URL url = URL.valueOf("test://localhost?hello.service=human");
        HelloService adaptiveExtension = ExtensionLoader.getExtensionLoader(HelloService.class).getAdaptiveExtension();
        String hello = adaptiveExtension.sayHello(url);
        System.out.println(hello);
    }
}

注意：

  • 因为在这里只是临时测试，所以为了保证URL规范，前面的信息均为测试值即可，关键的点在于hello.service 参数，这个参数的值指定的就是具体的实现方式。关于为什么叫hello.service 是因为这个接口的名称，其中后面的大写部分被dubbo自动转码为. 分割。
  • 通过getAdaptiveExtension 来提供一个统一的类来对所有的扩展点提供支持(底层对所有的扩展点进行封装)。
  • 调用时通过参数中增加URL 对象来实现动态的扩展点使用。
  • 如果URL没有提供该参数，则该方法会使用默认在SPI 注解中声明的实现。
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