Java 程序员在日常工作中经常会听到 SPI，而且很多框架都使用了 SPI 的技术，那么问题来了，到底什么是 SPI 呢？今天就带大家好好了解一下 SPI。
SPI 概念
SPI 全称是 Service Provider Interface，是一种 JDK 内置的动态加载实现扩展点的机制，通过 SPI 技术我们可以动态获取接口的实现类，不用自己来创建。
这里提到了接口和实现类，那么 SPI 技术上具体有哪些技术细节呢？
- 接口：需要有一个功能接口；
- 实现类：接口只是规范，具体的执行需要有实现类才行，所以不可缺少的需要有实现类；
- 配置文件：要实现 SPI 机制，必须有一个与接口同名的文件存放于类路径下面的 META-INF/services 文件夹中，并且文件中的每一行的内容都是一个实现类的全路径；
- 类加载器 ServiceLoader：JDK 内置的一个类加载器，用于加载配置文件中的实现类；
举个栗子
上面说了 SPI 的几个概念，接下来就通过一个栗子来带大家感受一下具体的用法。
第一步
创建一个接口，这里我们创建一个解压缩的接口，其中定义了压缩和解压的两个方法。
package com.example.demo.spi; /** * <br> * <b>Function：</b><br> * <b>Author：</b>@author ziyou<br> * <b>Date：</b>2022-10-08 21:31<br> * <b>Desc：</b>无<br> */ public interface Compresser { byte[] compress(byte[] bytes); byte[] decompress(byte[] bytes); }
第二步
再写两个对应的实现类，分别是 GzipCompresser.java 和 WinRarCompresser.java 代码如下
package com.example.demo.spi.impl; import com.example.demo.spi.Compresser; import java.nio.charset.StandardCharsets; /** * <br> * <b>Function：</b><br> * <b>Author：</b>@author ziyou<br> * <b>Date：</b>2022-10-08 21:33<br> * <b>Desc：</b>无<br> */ public class GzipCompresser implements Compresser { @Override public byte[] compress(byte[] bytes) { return"compress by Gzip".getBytes(StandardCharsets.UTF_8); } @Override public byte[] decompress(byte[] bytes) { return "decompress by Gzip".getBytes(StandardCharsets.UTF_8); } }
package com.example.demo.spi.impl; import com.example.demo.spi.Compresser; import java.nio.charset.StandardCharsets; /** * <br> * <b>Function：</b><br> * <b>Author：</b>@author ziyou<br> * <b>Date：</b>2022-10-08 21:33<br> * <b>Desc：</b>无<br> */ public class WinRarCompresser implements Compresser { @Override public byte[] compress(byte[] bytes) { return "compress by WinRar".getBytes(StandardCharsets.UTF_8); } @Override public byte[] decompress(byte[] bytes) { return "decompress by WinRar".getBytes(StandardCharsets.UTF_8); } }
第三步
创建配置文件，我们接着在 resources 目录下创建一个名为 META-INF/services 的文件夹，在其中创建一个名为 com.example.demo.spi.Compresser 的文件，其中的内容如下：
com.example.demo.spi.impl.WinRarCompresser com.example.demo.spi.impl.GzipCompresser
注意该文件的名称必须是接口的全路径，文件里面的内容每一行都是一个实现类的全路径，多个实现类就写在多行里面，效果如下。
第四步
有了上面的接口，实现类和配置文件，接下来我们就可以使用 ServiceLoader 动态加载实现类，来实现 SPI 技术了，如下所示：
package com.example.demo; import com.example.demo.spi.Compresser; import java.nio.charset.StandardCharsets; import java.util.ServiceLoader; public class TestSPI { public static void main(String[] args) { ServiceLoader<Compresser> compressers = ServiceLoader.load(Compresser.class); for (Compresser compresser : compressers) { System.out.println(compresser.getClass()); } } }
运行的结果如下
可以看到我们正常的获取到了接口的实现类，并且可以直接使用实现类的解压缩方法。
原理
知道了如何使用 SPI 接下来我们来研究一下是如何实现的，通过上面的测试我们可以看到，核心的逻辑是 ServiceLoader.load() 方法，这个方法有点类似于 Spring 中的根据接口获取所有实现类一样。
点开 ServiceLoader 我们可以看到有一个常量 PREFIX，如下所示，这也是为什么我们必须在这个路径下面创建配置文件，因为 JDK 代码里面会从这个路径里面去读取我们的文件。
同时又因为在读取文件的时候使用了 class 的路径名称，因为我们使用 load 方法的时候只会传递一个 class，所以我们的文件名也必须是接口的全路径。
通过 load 方法我们可以看到底层构造了一个 java.util.ServiceLoader.LazyIterator迭代器。
在迭代器中的 parse 方法中，就获取了配置文件中的实现类名称集合，然后在通过反射创建出具体的实现类对象存放到 LinkedHashMap<String,S> providers = new LinkedHashMap<>(); 中。
常用的框架
SPI 技术的使用非常广泛，比如在 Dubbo，不过 Dubbo 中的 SPI 有经过改造的，还有我们很常见的数据库的驱动中也使用了 SPI，感兴趣的小伙伴可以去翻翻看，还有SLF4J 用来加载不同提供商的日志实现类以及 Spring 框架等。
优缺点
前面介绍了 SPI 的原理和使用，那 SPI 有什么优缺点呢？
优点
优点当然是解耦，服务方只要定义好接口规范就好了，具体的实现可以由不同的 Jar 进行实现，只要按照规范实现功能就可以被直接拿来使用，在某些场合会被进行热插拔使用，实现了解耦的功能。
缺点
一个很明显的缺点那就是做不到按需加载，通过源码我们看到了是会将所有的实现类都进行创建的，这种做法会降低性能，如果某些实现类实现很耗时了话将影响加载时间。同时实现类的命名也没有规范，让使用者不方便引用。
总结
今天给大家介绍了一个 SPI 的原理和实现，感兴趣的小伙伴可以自己去尝试一下，多动手有利于加深记忆哦，如果觉得我们的文章有帮助，欢迎点赞评论分享转发，让更多的人看到。
