一、概述
我们都知道 Java的SPI机制:(service provider interface ) 对于该机制的详情概述请自行百度。其实Spi简单的是提供给服务提供商的开发者使用和扩展的(其实是接口编程+策略模式+配置文件的一种方式)。
场景:假如一个一个jar包中的一个接口A 分别有三个A接口的实现:B、C、D,我们在其他地方使用到了接口A的实现的时候那么我们不得不进行硬编码来指定对应的实现类,为了解耦我们就可以使用Spi机制来解决这个问题。
此Spi扩展加载机制的约定:
1.只扫描META-INF/services目录下的配置的spi服务接口文件。
2.META-INF/services目录下的spi服务接口文件名称必须与指定的spi接口名称相同。
3.META-INF/services目录下的spi服务接口文件内容包有对应接口的实现的类名称。
4.spi服务接口必须包含有@Spi注解。
5.spi服务接口实现类上包含有@SpiMeta 注解 可有可无。
6.@Spi注解可有指定实现类是单例模式还是原型模式(默认为原型模式)。
7.getExtension(String name)方法来获取对应服务实例(如果服务实现类中包含有@SpiMeta注解并且name不为空则以此name值来获取,否则按照此服务实现的类名来获取)。
8.通过@Spi注解可以指定是原型模式还是单例模式。
二、目录结构示意图
src
--- com.shotdog.panda.core.registry.RegistryFactory
----com.shotdog.panda.core.registry.support.ZookeeperRegistryFactory
META-INF
------------- services
-------------------------com.shotdog.panda.core.registry.RegistryFactory(内容:com.shotdog.panda.core.registry.support.ZookeeperRegistryFactory)
package com.shotdog.panda.core.extension; import com.shotdog.panda.core.common.annotation.Spi; import com.shotdog.panda.core.common.annotation.SpiMeta; import com.shotdog.panda.core.common.enums.Scope; import com.shotdog.panda.core.exception.PandaFrameworkException; import org.apache.commons.lang3.StringUtils; import org.slf4j.Logger; import org.slf4j.LoggerFactory; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.InputStreamReader; import java.lang.reflect.Constructor; import java.lang.reflect.Modifier; import java.net.URL; import java.util.ArrayList; import java.util.Enumeration; import java.util.List; import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; /*** * Spi 扩展加载器 * jdk spi 增强 * @date 2017-10-31 21:42:04 */ public class ExtensionLoader<T> { private final static Logger log = LoggerFactory.getLogger(ExtensionLoader.class); private final static String PREFIX = "META-INF/services/"; private Class<T> type; private ClassLoader classLoader; private volatile transient boolean init; private ConcurrentHashMap<String, Class<T>> extensions = new ConcurrentHashMap<String, Class<T>>(); private ConcurrentHashMap<String, T> singletons; private static ConcurrentHashMap<Class<?>, ExtensionLoader<?>> extensionLoaders = new ConcurrentHashMap<Class<?>, ExtensionLoader<?>>(); public ExtensionLoader(Class<T> type) { this(type, Thread.currentThread().getContextClassLoader()); } public ExtensionLoader(Class<T> type, ClassLoader classLoader) { this.type = type; this.classLoader = classLoader; } /** * 获取扩展加载器 * * @param clz * @param <T> * @return */ public synchronized static <T> ExtensionLoader<T> getExtensionLoader(Class<T> clz) { checkInterface(clz); ExtensionLoader<?> extensionLoader = extensionLoaders.get(clz); if (extensionLoader != null) return (ExtensionLoader<T>) extensionLoader; return newExtensionLoader(clz); } /** * 创建一个新的扩展加载器 * * @param clz * @param <T> * @return */ private static <T> ExtensionLoader<T> newExtensionLoader(Class<T> clz) { ExtensionLoader<?> extensionLoader = extensionLoaders.get(clz); if (extensionLoader != null) return (ExtensionLoader<T>) extensionLoader; ExtensionLoader<T> loader = new ExtensionLoader<T>(clz); extensionLoaders.putIfAbsent(clz, loader); return loader; } /** * 检查接口是否为扩展加载的接口 * * @param clz * @param <T> */ private static <T> void checkInterface(Class<T> clz) { if (clz == null) { throw new PandaFrameworkException("extension loader service interface is not allow null"); } if (!clz.isAnnotationPresent(Spi.class)) { throw new PandaFrameworkException(String.format("extension loader service interface has no (%s) annotation", Spi.class.getName())); } } /*** * 获取扩展加载服务对象 * @param name * @return */ public T getExtension(String name) { if (!init) { this.initExtensionLoader(); } Class<T> clz = this.extensions.get(name); if (clz == null) return null; try { Spi spi = type.getAnnotation(Spi.class); if (spi.scope() == Scope.SINGLETON) { return this.newInstanceToSingleton(clz, name); } else { return clz.newInstance(); } } catch (Exception e) { throw new PandaFrameworkException(String.format("class:(%) newInstance fail", clz.getName())); } } /** * 创建一个新的单例对象 * * @param clz * @param name * @return * @throws IllegalAccessException * @throws InstantiationException */ private T newInstanceToSingleton(Class<T> clz, String name) throws IllegalAccessException, InstantiationException { synchronized (singletons) { T t = this.singletons.get(name); if (t != null) return t; t = clz.newInstance(); this.singletons.putIfAbsent(name, t); return t; } } private void initExtensionLoader() { this.extensions = this.loadExtensions(); this.singletons = new ConcurrentHashMap<String, T>(); this.init = true; } private ConcurrentHashMap<String, Class<T>> loadExtensions() { String configFiles = PREFIX + this.type.getName(); List<String> classNames = new ArrayList<String>(); try { Enumeration<URL> url = null; if (this.classLoader == null) { url = ClassLoader.getSystemResources(configFiles); } else { url = this.classLoader.getResources(configFiles); } while (url.hasMoreElements()) { URL u = url.nextElement(); this.parseUrl(u, classNames); } } catch (Exception e) { throw new PandaFrameworkException(String.format("extension loader loadExtensions :(%s) fail", configFiles), e); } return this.loadAllClasses(classNames); } /*** * 加载所有的类 * @param classNames * @return */ private ConcurrentHashMap<String, Class<T>> loadAllClasses(List<String> classNames) { ConcurrentHashMap<String, Class<T>> classes = new ConcurrentHashMap<String, Class<T>>(); if (classNames == null || classNames.isEmpty()) return classes; for (String className : classNames) { try { Class<T> clz = null; if (this.classLoader == null) { clz = (Class<T>) Class.forName(className); } else { clz = (Class<T>) Class.forName(className, false, this.classLoader); } this.checkExtensionType(clz); String name = this.getSpiName(clz); if (!classes.containsKey(name)) { classes.putIfAbsent(name, clz); } } catch (Exception e) { throw new PandaFrameworkException(String.format("extension loader load class:(%s) fail", className)); } } return classes; } /** * 获取spi服务名称 * * @param clz * @return */ private String getSpiName(Class<T> clz) { SpiMeta spiMeta = clz.getAnnotation(SpiMeta.class); if (spiMeta != null && StringUtils.isNotBlank(spiMeta.name())) { return spiMeta.name(); } return clz.getSimpleName(); } /*** * 检查扩展服务类类型 * @param clz */ private void checkExtensionType(Class<T> clz) { // 检查是否为 public 类型 if (!Modifier.isPublic(clz.getModifiers())) { throw new PandaFrameworkException(String.format("class :(%s) is not public type class", clz.getName())); } // 检查是否为spi服务接口实现类 if (!type.isAssignableFrom(clz)) { throw new PandaFrameworkException(String.format("class :(%s) is not assignable from interface ", clz.getName(), type.getName())); } // 检查是否有无参数默认构造方法 Constructor<?>[] constructors = clz.getConstructors(); for (Constructor constructor : constructors) { if (constructor.getParameterTypes().length == 0) { return; } } throw new PandaFrameworkException(String.format("class :(%s) is has not default constructor method ", clz.getName())); } /** * 解析每个 url * * @param url * @param classNames */ private void parseUrl(URL url, List<String> classNames) throws IOException { InputStream inputStream = null; BufferedReader reader = null; try { inputStream = url.openStream(); reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, "utf-8")); while (this.parseReadLine(reader, classNames) > 0) ; } catch (Exception e) { throw new PandaFrameworkException("extension loader parseUrl fail"); } finally { try { if (reader != null) reader.close(); if (inputStream != null) inputStream.close(); } catch (Exception e) { // ignore } } } /** * 读取每一行 * * @param reader * @param classNames * @return * @throws IOException */ private int parseReadLine(BufferedReader reader, List<String> classNames) throws IOException { String line = reader.readLine(); if (line == null) return -1; int index = line.indexOf("#"); if (index >= 0) line = line.substring(0, index); line = line.trim(); int length = line.length(); if (length > 0) { if (line.indexOf(' ') >= 0 || line.indexOf('\t') > 0) { throw new PandaFrameworkException(String.format("Syntax error:(%s)", line)); } // 校验首字母 int codePoint = line.codePointAt(0); if (!Character.isJavaIdentifierStart(codePoint)) { throw new PandaFrameworkException(String.format("Syntax error:(%s)", line)); } // 循环检查内容是否合法 for (int i = Character.charCount(codePoint); i < length; i += Character.charCount(codePoint)) { codePoint = line.codePointAt(i); if (!Character.isJavaIdentifierPart(codePoint) && codePoint != '.') { throw new PandaFrameworkException(String.format("Syntax error:(%s)", line)); } if (!classNames.contains(line)) { classNames.add(line); } } } return length + 1; } }
二、测试代码
spi接口
@Spi public interface EchoService { String echo(String name); }
spi服务接口实现类
@SpiMeta(name = "hello") public class HelloEchoService implements EchoService { public String echo(String name) { return "hello " + name; } }
在 META-INF/services/目录下 创建一个名称为:com.shotdog.panda.test.extension.EchoService 文件
内容为:com.shotdog.panda.test.extension.HelloEchoService
测试代码如下:
EchoService hello = ExtensionLoader.getExtensionLoader(EchoService.class).getExtension("hello"); String shotdog = hello.echo("shotdog"); log.info(shotdog);
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