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面试重点: 来说说Dubbo SPI 机制

SPI是一种简称,全名叫 Service Provider Interface,Java本身提供了一套SPI机制,SPI 的本质是将接口实现类的全限定名配置在文件中,并由服务加载器读取配置文件,加载实现类,这样可以在运行时,动态为接口替换实现类,这也是很多框架组件实现扩展功能的一种手段。

而今天要说的Dubbo SPI机制和Java SPI还是有一点区别的,Dubbo 并未使用 Java 原生的 SPI 机制,而是对他进行了改进增强,进而可以很容易地对Dubbo进行功能上的扩展。

学东西得带着问题去学,我们先提几个问题,再接着看

1.什么是SPI(开头已经解释了)

2.Dubbo SPI和Java原生的有什么区别

3.两种实现应该如何写出来

先定义一个接口:

然后创建两个类,都实现这个Car接口

然后在项目META-INF/services文件夹下创建一个名称为接口的全限定名,com.example.demo.spi.Car。

文件内容写上实现类的全限定名,如下:

最后写一个测试代码:

执行完的输出结果:

Dubbo 使用的SPI并不是Java原生的,而是重新实现了一套,其主要逻辑都在ExtensionLoader类中,逻辑也不难,后面会稍带讲一下

看看使用,和Java的差不了太多,基于前面的例子来看下,接口类需要加上@SPI注解:

实现类不需要改动

配置文件需要放在META-INF/dubbo下面,配置写法有些区别,直接看代码:

最后就是测试类了,先看代码:

执行结果:

@SPI 标记为扩展接口

@Adaptive自适应拓展实现类标志

@Activate 自动激活条件的标记

总结一下两者区别:

使用上的区别Dubbo使用 ExtensionLoader而不是 ServiceLoader了,其主要逻辑都封装在这个类中

配置文件存放目录不一样,Java的在 META-INF/services,Dubbo在 META-INF/dubbo, META-INF/dubbo/internal

Java SPI 会一次性实例化扩展点所有实现,如果有扩展实现初始化很耗时,并且又用不上,会造成大量资源被浪费

Dubbo SPI 增加了对扩展点 IOC 和 AOP 的支持,一个扩展点可以直接 setter 注入其它扩展点

Java SPI加载过程失败,扩展点的名称是拿不到的。比如:JDK 标准的 ScriptEngine,getName() 获取脚本类型的名称,如果 RubyScriptEngine 因为所依赖的 jruby.jar 不存在,导致 RubyScriptEngine 类加载失败,这个失败原因是不会有任何提示的,当用户执行 ruby 脚本时,会报不支持 ruby,而不是真正失败的原因

前面的3个问题是不是已经能回答出来了?是不是非常简单

Dubbo SPI使用上是通过ExtensionLoader的getExtensionLoader方法获取一个 ExtensionLoader 实例,然后再通过 ExtensionLoader 的 getExtension 方法获取拓展类对象。这其中,getExtensionLoader 方法用于从缓存中获取与拓展类对应的 ExtensionLoader,如果没有缓存,则创建一个新的实例,直接上代码:

上面这一段代码主要做的事情就是先检查缓存,缓存不存在创建扩展对象

接下来我们看看创建的过程:

这段代码看着繁琐,其实也不难,一共只做了4件事情:

1.通过getExtensionClasses获取所有配置扩展类

2.反射创建对象

3.给扩展类注入依赖

4.将扩展类对象包裹在对应的Wrapper对象里面

我们在通过名称获取扩展类之前,首先需要根据配置文件解析出扩展类名称到扩展类的映射关系表,之后再根据扩展项名称从映射关系表中取出相应的拓展类即可。相关过程的代码如下:

这里也是先检查缓存,若缓存没有,则通过一次双重锁检查缓存,判空。此时如果 classes 仍为 null,则通过 loadExtensionClasses 加载拓展类。下面是 loadExtensionClasses 方法的代码

loadExtensionClasses 方法总共做了两件事情,一是对 SPI 注解进行解析,二是调用 loadDirectory 方法加载指定文件夹配置文件。SPI 注解解析过程比较简单,无需多说。下面我们来看一下 loadDirectory 做了哪些事情

loadDirectory 方法先通过 classLoader 获取所有资源链接,然后再通过 loadResource 方法加载资源。我们继续跟下去,看一下 loadResource 方法的实现

loadResource 方法用于读取和解析配置文件,并通过反射加载类,最后调用 loadClass 方法进行其他操作。loadClass 方法用于主要用于操作缓存,该方法的逻辑如下:

综上,loadClass方法操作了不同的缓存,比如cachedAdaptiveClass、cachedWrapperClasses和cachedNames等等

到这里基本上关于缓存类加载的过程就分析完了,其他逻辑不难,认真地读下来加上Debug一下都能看懂的。

从设计思想上来看的话,SPI是对迪米特法则和开闭原则的一种实现。

开闭原则:对修改关闭对扩展开放。这个原则在众多开源框架中都非常常见,Spring的IOC容器也是大量使用。

迪米特法则:也叫最小知识原则,可以解释为,不该直接依赖关系的类之间,不要依赖;有依赖关系的类之间,尽量只依赖必要的接口。

那Dubbo的SPI为什么不直接使用Spring的呢,这一点从众多开源框架中也许都能窥探一点端倪出来,因为本身作为开源框架是要融入其他框架或者一起运行的,不能作为依赖被依赖对象存在。

再者对于Dubbo来说,直接用Spring IOC  AOP的话有一些架构臃肿,完全没必要,所以自己实现一套轻量级反而是最优解