JDK的 SPI 机制，Spring的 factories 机制

jdk的SPI机制

spi简介

模块之间一般推荐基于接口编程，不与具体的实现类耦合。抽象接口可能有多种不同的实现方案，eg. 日志可以使用不同的日志框架来实现，json|xml|excel可以使用不同的组件框架来解析，jdbc可以使用mysql、oracle等不同的数据库驱动实现，等等。

SPI全称Service Provider Interface，是jdk提供的一套服务发现机制，在开源框架、组件中十分常用。

spi常用场景

组件替换机制，插拔式组件设计，eg. jdbc的数据库驱动、日志实现框架
自定义扩展，eg. spring的一些接口可以通过spi来实现自定义扩展

双击shift搜索 META-INF/services，可以看到 jdk、jackson、junit、spring、日志组件、数据库驱动都使用到了jdk的spi机制。

spi使用约定

在模块本身的resources下新建目录 META-INF/services
services目录下新建文件，以服务接口的全限定接口名作为文件名
文件中指定该服务接口要使用的具体实现类

服务提供者即服务接口的实现者，服务接口模块只提供spi接口定义，服务提供者模块提供接口实现，并在 resources 下的 META-INF/services 中新建服务接口对应的配置文件，指定自身提供的接口实现类，来把自身提供的服务接口实现暴露出去。

spi实际是“ 基于接口编程＋策略模式＋配置文件 ”组合实现的动态加载机制，服务提供者通过本地配置文件的方式注册具体的服务接口实现类，服务接口模块通过对应的配置文件发现、获取到对应的接口实现类。

spi将服务接口与服务实现分离，解耦，将装配的控制权移到服务提供者本身，插拔式设计，提升了扩展性，在模块化设计中十分常用。

使用示例

1、使用者模块中定义的接口 AnimalServic

public interface AnimalService {void say();}

2、提供者模块中提供的实现类 DogService、CatService

public class DogService implements AnimalService {@Overridepublic void say() {System.out.println("汪汪汪");}}

public class CatService implements AnimalService {@Overridepublic void say() {System.out.println("喵喵喵");}}

3、在提供者模块的 resources下新建目录 META-INF/services，services 目录下新建文件 com.chy.mall.service.AnimalService，文件名是接口的全限定名称，指定当前模块给该接口提供的实现

#全限定类名，通常只有一个类，也可以指定多个实现类，指定多个时一行一个
com.chy.demo.service.impl.DogService
com.chy.demo.service.impl.CatService

4、使用者模块中的使用示例

//此处只是创建 ServiceLoader 实例，尚未解析配置文件
ServiceLoader<AnimalService> serviceServiceLoader = ServiceLoader.load(AnimalService.class);//遍历指定接口的实现类。临时变量需要声明为接口类型
for (AnimalService animalService : serviceServiceLoader) {//执行实现的方法animalService.say();
}

jdk的spi机制提供了 ServiceLoader 类用于加载、解析spi接口的配置文件，ServiceLoader实现了Iterable接口，可迭代，但只能以迭代器的方式进行操作。

使用 hasNext() 时才会加载解析 META-INF/services 下对应的接口配置文件，使用 next() 时才会通过实现类的 Class 对象的 newInstance() 方法（实质是通过反射调用无参构造器）创建实例。

spring的factories机制

factories机制简介

factories可以看做是spring结合自身需要提供的一种spi机制，设计思想和jdk的spi机制差不多。区别：jdk的spi机制，一个配置文件只能指定一个接口要使用的实现类；spring的factories机制，一个配置文件可以指定多个接口要使用的实现类。

factories机制在spring家族中广泛使用，双击shift搜索 spring.factories，可以看到spring、springboot、springcloud中都大量使用了factories机制。spring体系的很多扩展配置都是通过 spring.factories 指定的，比如应用初始化器 ApplicationContextInitializer、应用监听器 ApplicationListener。

注解本质是一种特殊接口，也可以用 factories 指定实现类，比如springboot中的 @EnableAutoConfiguration 注解就使用了factories指定要应用的实现类。

使用示例

1、使用者模块中定义的接口 AnimalService

public interface AnimalService {void say();}

2、提供者模块中提供的实现类 DogService、CatService

public class DogService implements AnimalService {@Overridepublic void say() {System.out.println("汪汪汪");}}

public class CatService implements AnimalService {@Overridepublic void say() {System.out.println("喵喵喵");}}

3、在提供者模块的 resources下新建文件 META-INF/spring.factories，指定当前模块提供的接口实现

#spring.factories本质是一个properties文件，以键值对的形式写配置
#参数是接口，值是给该接口提供的实现类，要写全限定的
com.xxx.xxx.service.AnimalService=com.xxx.xxx.service.DogService#可以指定多个实现类，有多个实现类时通常会 \ 换行写，以提高可阅读性
com.xxx.xxx.service.AnimalService=\
com.xxx.xxx.service.DogService,\
com.xxx.xxx.service.CatService#IDEA中 \ 换行时会自动缩进，行首缩进也行
com.xxx.xxx.service.AnimalService=\com.xxx.xxx.service.DogService,\com.xxx.xxx.service.CatService

解析 spring.factories 时会自动剔除行首的空白字符、行尾的 \

如果 spring.factories 文件的图标不对，不是spring的绿色小叶子，多半是 META-INF、spring.factories 单词拼错了，或者连词线不是英文的。

4、使用者模块中的使用示例

//参数都是指定接口、要使用的类加载器，类加载器可以为null//获取指定接口指定的各个实现类的类名列表
List<String> classNameList = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(AnimalService.class, null);//获取指定接口指定的各个实现类的实例列表，本质是通过反射调用实现类的无参构造器创建实例
List<AnimalService> instanceList = SpringFactoriesLoader.loadFactories(AnimalService.class, null);

如果spring提供的扩展配置，比如 ApplicationListener，已经提供了接口、解析处理，我们直接写实现类、在spring.factories中写配置即可。

总结

jdk的spi机制、spring的factories机制都是插拔式设计，常用于

接口可能要使用一个或多个实现类，但具体要使用的实现类尚不确定或者可能会切换、变更

以配置文件的方式指定要使用的具体实现类，根据配置文件动态加载要使用的实现类；面向接口编程，屏蔽了底层的具体实现，更改实现时无需更改上层代码。

接口、实现类通常是在不同模块中，也可以在同一个模块中。