一、什麼是SPI ？
SPI 全稱：Service Provider Interface，是Java提供的一套用來被第三方實作或者擴充的接口，它可以用來啟用架構擴充和替換元件。
面向的對象的設計裡，我們一般推薦子產品之間基于接口程式設計，子產品之間不對實作類進行寫死。一旦代碼裡涉及具體的實作類，就違反了可拔插的原則，如果需要替換一種實作，就需要修改代碼。
為了實作在子產品裝配的時候不用在程式裡動态指明，這就需要一種服務發現機制。java spi就是提供這樣的一個機制：為某個接口尋找服務實作的機制。這有點類似IOC的思想，将裝配的控制權移到了程式之外。
SPI的作用就是為被擴充的API尋找服務實作。
SPI(Service Provider Interface)，是JDK内置的一種 服務提供發現機制，可以用來啟用架構擴充和替換元件，主要是被架構的開發人員使用，比如java.sql.Driver接口，其他不同廠商可以針對同一接口做出不同的實作，MySQL和PostgreSQL都有不同的實作提供給使用者，而Java的SPI機制可以為某個接口尋找服務實作。Java中SPI機制主要思想是将裝配的控制權移到程式之外，在子產品化設計中這個機制尤其重要，其核心思想就是 解耦。
本質：Java SPI 實際上是“基于接口的程式設計＋政策模式＋約定配置檔案” 組合實作的動态加載機制，在JDK中提供了工具類：“java.util.ServiceLoader”來實作服務查找。
SPI整體機制圖如下：
當服務的提供者提供了一種接口的實作之後，需要在classpath下的META-INF/services/目錄裡建立一個以服務接口命名的檔案，這個檔案裡的内容就是這個接口的具體的實作類。當其他的程式需要這個服務的時候，就可以通過查找這個jar包(一般都是以jar包做依賴)的META-INF/services/中的配置檔案，配置檔案中有接口的具體實作類名，可以根據這個類名進行加載執行個體化，就可以使用該服務了。JDK中查找服務的實作的工具類是：java.util.ServiceLoader。
二、SPI 的不足
1.不能按需加載，需要周遊所有的實作，并執行個體化，然後在循環中才能找到我們需要的實作。如果不想用某些實作類，或者某些類執行個體化很耗時，它也被載入并執行個體化了，這就造成了浪費。
2.擷取某個實作類的方式不夠靈活，隻能通過 Iterator 形式擷取，不能根據某個參數來擷取對應的實作類。(Spring 的BeanFactory，ApplicationContext 就要進階一些了。)
3.多個并發多線程使用 ServiceLoader 類的執行個體是不安全的。
三、API 與 SPI
API代表應用程式程式設計接口，其中API是一種通路某種軟體或平台提供的服務/功能的方法。
SPI代表服務提供商接口，其中SPI是注入，擴充或更改軟體或平台行為的方式。
API通常是用作用戶端通路服務，并且具有以下屬性：
1、API是一種通路服務以實作特定行為或輸出的程式設計方式。
2、但是API一旦被用戶端使用，除非有适當的通信，否則它不能（也不應）被更改/删除。
SPI面向服務提供者，并且具有以下屬性：
1、SPI是一種擴充/更改軟體或平台行為的方式。
2、添加SPI接口将導緻問題并可能破壞現有的實作。
換句話說，API會告訴您特定的類/方法為您執行什麼操作，而SPI則告訴您必須執行哪些操作才能符合要求。
API (Application Programming Interface)在大多數情況下，都是實作方制定接口并完成對接口的實作，調用方僅僅依賴接口調用，且無權選擇不同實作。 從使用人員上來說，API 直接被應用開發人員使用。
SPI (Service Provider Interface)是調用方來制定接口規範，提供給外部來實作，調用方在調用時則選擇自己需要的外部實作。 從使用人員上來說，SPI 被架構擴充人員使用。
四、SPI 應用場景
SPI擴充機制應用場景有很多，比如Common-Logging，JDBC，Dubbo等等。
SPI流程：
- 有關組織和公式定義接口标準
- 第三方提供具體實作: 實作具體方法, 配置 META-INF/services/${interface_name} 檔案
- 開發者使用
比如JDBC場景下：
首先在Java中定義了接口java.sql.Driver，并沒有具體的實作，具體的實作都是由不同廠商提供。
在MySQL的jar包mysql-connector-java-6.0.6.jar中，可以找到META-INF/services目錄，該目錄下會有一個名字為java.sql.Driver的檔案，檔案内容是com.mysql.cj.jdbc.Driver，這裡面的内容就是針對Java中定義的接口的實作。
同樣在PostgreSQL的jar包PostgreSQL-42.0.0.jar中，也可以找到同樣的配置檔案，檔案内容是org.postgresql.Driver，這是PostgreSQL對Java的java.sql.Driver的實作。
個人簡單描述下使用的過程（源碼就不貼了）：
- 建立連結程式提前執行ServiceLoader對java.sql.Driver的具體實作進行執行個體化。
- 具體的執行個體化中會擷取目前服務的一些配置屬性，封裝完善該Driver具體實作類。
- 建立連結的方法使用到具體的Driver實作類建立連結。
五、ServiceLoader原理
服務端很好了解，就是一個定義，用戶端來看看ServiceLoader的源碼。
首先，ServiceLoader實作了Iterable接口，是以它有疊代器的屬性，這裡主要都是實作了疊代器的hasNext和next方法。這裡主要都是調用的lookupIterator的相應hasNext和next方法，lookupIterator是懶加載疊代器。
其次，LazyIterator中的hasNext方法，靜态變量PREFIX就是”META-INF/services/”目錄，這也就是為什麼需要在classpath下的META-INF/services/目錄裡建立一個以服務接口命名的檔案。
最後，通過反射方法Class.forName()加載類對象，并用newInstance方法将類執行個體化，并把執行個體化後的類緩存到providers對象中，(LinkedHashMap<String,S>類型) 然後傳回執行個體對象。
六、代碼實踐案例
1、利用三方jar包來利用注解生成META-INFO/services, 注解：@MetaInfServices
<dependency>
<groupId>org.kohsuke.metainf-services</groupId>
<artifactId>metainf-services</artifactId>
</dependency>
定義用戶端為interface工程，定義學習接口Study，定義方法為學習方式
定義服務端是provider工程，定義三個實作類為配置元件，加入注解 @MetaInfServices
編譯之後target存在配置檔案
2、直接使用架構的SPI機制（Spring SPI）
Spring SPI介紹：
- 工具類：Spring中使用的類是SpringFactoriesLoader，在org.springframework.core.io.support包中
- SpringFactoriesLoader 會掃描 classpath 中的 META-INF/spring.factories檔案。
- SpringFactoriesLoader 會加載并執行個體化 META-INF/spring.factories 中的指定類型。
- META-INF/spring.factories 内容必須是 properties 的Key-Value形式，多值以逗号隔開。
SPI技術了解及應用
使用細節：
- spring.factories内容的key不隻能是接口，也可以是抽象類、具體的類。但是有個原則：=後面必須是key的實作類（子類）
- key還可以是注解，比如SpringBoot中的的key：org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration，它就是一個注解。
- 檔案的格式需要保證正确，否則會傳回[]（不會報錯）
- =右邊必須不是抽象類，必須能夠執行個體化。且有空的構造函數~
- loadFactories依賴方法loadFactoryNames。loadFactoryNames方法隻拿全類名，loadFactories拿到全類名後會立馬執行個體化。
- 此處特别注意：loadFactories執行個體化完成所有執行個體後，會調用AnnotationAwareOrderComparator.sort(result)排序，是以它是支援Ordered接口排序的，這個特點特别的重要。
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