SPI机制

Java SPI三步曲
1. Java SPI : JDK自带的 spi机制
2. Slf4j
3. springboot

Java SPI

SPI

# 1. SPI全称: Service Provider Interface,
# 是从Java6开始引入的, 是一种基于ClassLoader来发现并加载服务的机制

一个标准的SPI 由3个组件构成, 分别是:
# 1. Service  是一个公开的接口或抽象类, 定义了一个抽象的功能模块
# 2. Service Provider  是Service接口的一个实现类
# 3. Service Loader  是SPI机制中的核心组件, 负责在运行时发现并加载Service Provider
#(其中ServiceLoader对应的是JDK中的ServiceLoader类, 调用load方法, 就可以在运行时发现和加载Service Provider)

Java SPI运行流程

Application   ->    ServiceLoader  -> Service     ->    面向Service的接口编程
（应用程序)          （服务发现&加载)           (服务接口)


ServiceLoader  -> Service Provider  -> Service服务接口

# Application应用程序不用关注Service的具体实现, 它只和Service接口交互

Java SPI相关的问题

# 1. 它的作用是什么? 解决了什么问题

# 2. 如果要实现一个SPI应用, 需要怎么做?

# 3. 背后的设计思想是什么?  我们能得到什么启示？

Java SPI在JDBC中的应用

JDBC 全称是: Java DataBase Connectivity

JDBC即使用Java语言来访问数据库的一套API

每个数据库厂商会提供各自的JDBC实现

Java SPI的三大规范要素

1. 规范的配置文件
    * 文件路径: 必须在JAR包中的META-INF/services目录下
    * 文件名称: Service接口的全限定名
    * 文件内容: Service实现类(即Service Provider类)的全限定名,如果有多个实现类,那么每一个实现类在文件中单独占据一行
    
2. ServiceProvider类必须具备无参的默认构造方法
    * Service接口的实现类, 即Service Provider类, 必须具备无参的默认构造方法, 因为通过反射技术实例它时, 是不带参数的
    
3. 保证能加载到配置文件和Service Provider类
    * 方式一: 将Service Provider的JAR包放到 classpath中(最常用)
    * 方式二: 将JAR包安装到JRE的扩展目录中
    * 方式三: 自定义一个 ClassLoader
    

Java SPI在maven项目文件结构

src/main/resources/META-INF/services/接口名全路径名

文件内容为: 实现类全名

Java SPI总结

1. 作用
    提供了一种组件发现和注册的方式, 可以用于实现各种插件, 或是灵活替换框架所使用的组件
2. 优点
    基于面向接口编程, 优雅的实现模块之间的解耦
3. 设计思想
    面向接口 + 配置文件 + 反射技术
4. 应用场景
    JDBC、SLF4、Servlet容器初始化 等等

Java SPI应用例1

公司A Simple-Company(业务模块)，simple-api(spi接口)

移动 simple-api-mobile

联通 simple-api-union

引入不同的依赖包, 则调用相关实现逻辑

Java SPI 与 SpringBoot自动配置

SpringBoot自动配置, 即大名鼎鼎的Auto-Configuration
* 它基于你引入的依赖包, 对SpringBoot应用进行自动配置
* 提供了自动配置功能的依赖 jar 包, 通常称为 starter, 例如: mybatis-spring-boot-starter 等等

提需:

SpringBoot自动配置核心流程

SpringBoot应用程序启动 -> 通过Spring Factories机制加载配置文件 -> 筛选出所有自动配置类 -> 将这些类注入到Spring IOC 容器中

即:
1. 通过ClassLoader去获取classpath中的配置文件 META-INF/spring.factories
注: SpringFactories机制是Spring框架内置的,是Spring框架对外扩展的重要入口, 在很多地方都会用到
2. 在所有的配置文件META-INF/spring.factories中, 筛选出以EnableAutoConfiguration为key的配置值

SLF4J的原理和实践

java世界中的日志框架

slf4j、jul、jcl、logback、log4j、log4j2、reload4j

门面日志框架

1. 什么是门面日志框架?

2. 它的作用是什么? 解决了什么问题?


注: 
1. 不同的日志框架, API接口也往往不一样
2. 不同的日志框架, 配置文件的格式也不一样

举例: 假如Java应用程序本身使用了LogBack， 第三方应用使用了Log4j, 则Java应用依赖第三方应用时, 就会需要依赖两套日志框架, 因为日志文件路径、级别、日志格式是应用本身来维护, 所以为了解决这些问题, 引入了门面日志框架

Application应用程序 -> 日志框架
    开始记录日志-> 调用门面日志API -> 适配层转发 -> 底层日志框架实际处理->记录到日志文件

现在最常用的门面日志框架: SLF4J
另一个门面日志框架JCL, 已经很久没有更新了

使用门面日志框架的好处: 底层的日志框架可以轻松替换, 只需要更换对应的 Jar包以及配置文件就行

SLF4J日志框架

SLF4J: 全称是Simple Logging Facade for Java, 是现在Java生态中最流行的一个门面日志框架
             中文: 简单的日志门面
             
       

SLF4J使用总结

1. 引入 Jar 包 Slf4j-api.jar
2. 引入适配层的jar包(如果有需要的话, 非必要)
3. 引入底层日志框架的 jar 包
4. 确认是否是安全版本(最近出现了多个日志框架相关的漏洞, 需要确认所使用的版本为安全版本)
5. 开始你的SLF4J日志之旅

SPI接口标准由谁来制定

1. 谁掌握了话语权, 谁就能制定接口标准
2. 谁制定了标准, 反过来就能提升业界影响力

SpringBoot自动配置的原理与实践

springboot自动配置

SpringBoot自动配置, 英文是Auto-Configuration
    1. 它是指基于你引入的依赖 jar包, 对SpringBoot 应用进行自动配置
    2. 它为SpringBoot框架的 "开箱即用" 提供了基础支撑

举例redis自动配置

1. 引入依赖
    <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
    </dependency>
    
2. 配置Redis服务连接信息
    spring:
        redis:
            database: 0
            host: 127.0.0.1
            port: 6379
            password: 123456
            
3. 可以直接使用了
    @Autowired
    private RedisTemplate<Object,Object> redisTemplate;
    
    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

// 经过以上配置, SpringBoot就会将相关对象注入到IOC容器中

SpringBoot启动流程简化版

SpringApplication.run(..)-> 
    1. 创建IOC容器 createApplicationContext(..) -> 
    2. 加载源配置类 loadSourceClass(..) -> 
            源配置类: 通常指main方法所在的类, 而且会被注解@SpringBootApplication所修饰, 又称之为主类
    3.加载并处理所有的配置类 processConfigurationClasses(..) -> 
            SpringBoot会自动找到所有的配置类, 然后加载和处理它们, "自动配置" 就是这一环
    4. 实例化所有的单例Bean BeanInstantiateSingletonBeans(..) -> 
            实例化所有的单例Bean, "依赖注入" 和 “自动装配” 就属于这一环
    5.启动Web服务器startWebServer

Dubbo SPI

相比于原生 java spi, 原生 java spi缺陷
1. 只能遍历所有的实现, 并全部实例化
2. 配置文件中只是简单的列出了所有的扩展实现, 而没有给他们命名, 导致在程序中很难去准确的引用它们
3. 扩展如果依赖其他的扩展, 做不到自动注入和装配
4. 扩展很难和其他的框架集成, 比如扩展里面依赖了一个Spring Bean, 原生的 Java SPI不支持


dubbo 的 spi有如下几个概念
1. 扩展点: 一个接口
2. 扩展: 扩展(接口)的实现
3. 扩展自适应实例: 其实就是一个Extension的代理, 它实现了扩展点接口. 在调用扩展点的接口方法时,  会根据实际的参数来决定使用哪个扩展.
        dubbo会根据接口中的参数, 自动地决定选择哪个实现
4. @SPI: 该注解作用于扩展点的接口上, 表明该接口是一个扩展点
5. @Adaptive: @Adaptive注解用在扩展接口的方法上, 表示该方法是一个自适应方法. Dubbo在为扩展点生成自适应实例时,如果方法有@Adaptive注解，会为该方法生成对应的代码。

SPI使用总结