2、Dubbo基于SPI思想之Dubbo SPI实现 -

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2、Dubbo基于SPI思想之Dubbo SPI实现

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dubbo

dubbo

SPI接口定义

dubbo如何定义SPI

@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE})

public @interface SPI {

       /**
       * 缺省扩展点名。
       */

String value() default ""; //指定默认的扩展点

}

这样只有在接口上标注@SPI注解的接口类才会去查找扩展点实现

他定义了在下面几个目录查找

如下

我们以Protocol接口为例，接口上打上SPI注解，默认扩展点名字为dubbo

@SPI("dubbo")

public interface Protocol{

int getDefaultPort();

@Adaptive
<T> Exporter<T> export(Invoker<T> invoker) throws RpcException;

@Adaptive
<T> Invoker<T> refer(Class<T> type, URL url) throws RpcException;

void destroy();

}

dubbo中内置实现了各种协议如：DubboProtocol InjvmProtocolHessianProtocol WebServiceProtocol等等

Dubbo默认rpc模块默认protocol实现DubboProtocol，key为dubbo

其他实现的协议类似，

我们接下来细讲Extensionloader类

1、ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class)

每个定义的spi的接口都会构建一个ExtensionLoader实例，存储在

ConcurrentMap<Class<?>,ExtensionLoader<?>> EXTENSION_LOADERS 这个map对象中

2、loadExtensionClasses 读取扩展点中的实现类先读取SPI注解的value值，有值作为默认扩展实现的key依次读取路径下的文件

3、 loadFile逐行读取com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol文件中的内容，每行内容以key/value形式存储的

判断类实现（如：DubboProtocol）上有没有打上@Adaptive注解，如果打上了注解，将此类作为Protocol协议的设配类缓存起来，读取下一行；否则适配类通过javasisit修改字节码生成，关于设配类功能作用后续介绍

如果类实现没有打上@Adaptive，判断实现类是否存在入参为接口的构造器（就是DubbboProtocol类是否还有入参为Protocol的构造器），有的话作为包装类缓存到此ExtensionLoader的Set<Class<?>>集合中，这个其实是个装饰模式

如果即不是设配对象也不是wrapped的对象，那就是扩展点的具体实现对象

查找实现类上有没有打上@Activate注解，有缓存到变量cachedActivates的map中

将实现类缓存到cachedClasses中，以便于使用时获取。

4、获取或者创建设配对象getAdaptiveExtension如果cachedAdaptiveClass有值，说明有且仅有一个实现类打了@Adaptive, 实例化这个对象返回如果cachedAdaptiveClass为空，创建适配类字节码。

为什么要创建适配类，一个接口多种实现，SPI机制也是如此，这是策略模式，但是我们在代码执行过程中选择哪种具体的策略呢。Dubbo采用统一数据模式com.alibaba.dubbo.common.URL(它是dubbo定义的数据模型不是jdk的类)，它会穿插于系统的整个执行过程，URL中定义的协议类型字段protocol，会根据具体业务设置不同的协议。url.getProtocol()值可以是dubbo也是可以webservice，可以是zookeeper也可以是Redis。

适配类的作用是根据url.getProtocol()的值extName，去ExtensionLoader. getExtension( extName)选取具体的扩展点实现。

所以能够利用javasist生成适配类的条件

接口方法中必须至少有一个方法打上了@Adaptive注解

打上了@Adaptive注解的方法参数必须有URL类型参数或者有参数中存在getURL()方法。

下面给出createAdaptiveExtensionClassCode()方法生成javasist用来生成Protocol适配类后的代码

import com.alibaba.dubbo.common.extension;
public class Protocol$Adpative implements com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol {

//没有打上@Adaptive的方法如果被调到抛异常
public void destroy() {

throw new UnsupportedOperationException(
"methodpublic abstract void com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.destroy() of i nterfacecom.alibaba.dubbo.rpc.Protocol is not adaptive method!")

}

//接口中export方法打上@Adaptive注册
      publiccom.alibaba.dubbo.rpc.Exporter export(
             com.alibaba.dubbo.rpc.Invokerarg0)  throws com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker{
            if (arg0 == null)
                   throw newIllegalArgumentException("com.alibaba.dubbo.rpc.Invokerargument == null");
            //参数类中要有URL属性

if(arg0.getUrl() == null)
throw newIllegalArgumentException( "com.alibaba.dubbo.rpc.Invokerargument getUrl() == null");
//从入参获取统一数据模型URL

com.alibaba.dubbo.common.URL url = arg0.getUrl();
String extName =(url.getProtocol() == null ? "dubbo" : url.getProtocol());
//从统一数据模型URL获取协议，协议名就是spi扩展点实现类的key

if (extName == null) throw new IllegalStateException( "Fail to getextension(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol) name from url(" + url.toString() + ") usekeys([protocol])");

//利用dubbo服务查找机制根据名称找到具体的扩展点实现

com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol extension =(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol)ExtensionLoader.getExtensionLoader(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.class)

.getExtension(extName）

//调具体扩展点的方法

return extension.export(arg0);
}

//接口中refer方法打上@Adaptive注册
publiccom.alibaba.dubbo.rpc.Invoker refer(Java.lang.Class arg0,
com.alibaba.dubbo.common.URLarg1) throws java.lang.Class {

//统一数据模型URL不能为空

if (arg1 == null)
throw newIllegalArgumentException("url == null");

com.alibaba.dubbo.common.URL url =arg1;

//从统一数据模型URL获取协议，协议名就是spi扩展点实现类的key

String extName = (url.getProtocol() == null ?"dubbo" : url.getProtocol());
if (extName == null)
thrownewIllegalStateException("Failtogetextension(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol)name from url("+ url.toString() + ") use keys([protocol])");

//利用dubbo服务查找机制根据名称找到具体的扩展点实现

com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol extension =(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol) ExtensionLoader.getExtensionLoader(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.class)
.getExtension(extName);
//调具体扩展点的方法

return extension.refer(arg0, arg1);

}

5、通过createAdaptiveExtensionClassCode()生成如上的java源码代码，要被java虚拟机加载执行必须得编译成字节码，dubbo提供两种方式去执行代码的编译1）利用JDK工具类编译2）利用javassit根据源代码生成字节码。

如上图：生成Adaptive代码code利用dubbo的spi扩展机制获取compiler的设配类编译生成的adaptive代码

顺便介绍下 @Adaptive注解打在实现类上跟打在接口方法上的区别

1）如果有打在接口方法上，调ExtensionLoader.getAdaptiveExtension()获取适配类，会先通过前面的过程生成java的源代码，在通过编译器编译成class加载。但是Compiler的实现策略选择也是通过ExtensionLoader.getAdaptiveExtension()，如果也通过编译器编译成class文件那岂不是要死循环下去了吗？

ExtensionLoader.getAdaptiveExtension()，对于有实现类上去打了注解@Adaptive的dubbo spi扩展机制，它获取适配类不在通过前面过程生成适配类java源代码，而是在读取扩展文件的时候遇到实现类打了注解@Adaptive就把这个类作为适配类缓存在ExtensionLoader中，调用是直接返回。

6、自动Wrap上扩展点的Wrap类

这是一种装饰模式的实现，在jdk的输入输出流实现中有很多这种设计，在于增强扩展点功能。这里我们拿对于ProtocolFilterWrapper

如图Protocol继承关系ProtocolFilterWrapper, ProtocolListenerWrapper这个两个类是装饰对象用来增强其他扩展点实现的功能。ProtocolFilterWrapper功能主要是在refer 引用远程服务的中透明的设置一系列的过滤器链用来记录日志，处理超时，权限控制等等功能；ProtocolListenerWrapper在provider的exporter,unporter服务和consumer 的refer服务，destory调用时添加监听器，dubbo提供了扩展但是没有默认实现哪些监听器。

Dubbo是如何自动的给扩展点wrap上装饰对象的呢？在ExtensionLoader.loadFile加载扩展点配置文件的时候对扩展点类有接口类型为参数的构造器就是包转对象，缓存到集合中去在调ExtensionLoader的createExtension(name)根据扩展点key创建扩展的时候，先实例化扩展点的实现，在判断时候有此扩展时候有包装类缓存，有的话利用包转器增强这个扩展点实现的功能。如下图是实现流程

7、 IOC大家所熟知的ioc是spring的三大基础功能之一， dubbo的ExtensionLoader在加载扩展实现的时候内部实现了个简单的ioc机制来实现对扩展实现所依赖的参数的注入， dubbo对扩展实现中公有的set方法且入参个数为一个的方法，尝试从对象工厂ObjectFactory获取值注入到扩展点实现中去。

上图代码应该不能理解，下面我们来看看ObjectFactory是如何根据类型和名字来获取对象的，ObjectFactory也是基于dubbo的spi扩展机制的

它跟Compiler接口一样设配类注解@Adaptive是打在类AdaptiveExtensionFactory上的不是通过javassist编译生成的。

AdaptiveExtensionFactory持有所有ExtensionFactory对象的集合，dubbo内部默认实现的对象工厂是SpiExtensionFactory和 SpringExtensionFactory，他们经过TreeMap排好序的查找顺序是优先先从SpiExtensionFactory获取，如果返回空在从SpringExtensionFactory获取。

SpiExtensionFactory工厂获取要被注入的对象，就是要获取dubbo spi扩展的实现，所以传入的参数类型必须是接口类型并且接口上打上了@SPI注解，返回的是一个设配类对象。

SpringExtensionFactory，Dubbo利用spring的扩展机制跟spring做了很好的融合。在发布或者去引用一个服务的时候，会把spring的容器添加到SpringExtensionFactory工厂集合中去，当SpiExtensionFactory没有获取到对象的时候会遍历SpringExtensionFactory中的spring容器来获取要注入的对象。