JAVA SPI机制及SPI机制在Tomcat中的应用

SPI 是 JAVA 提供的一种服务提供发现接口，其实就是一种面向接口的编程，为接口去匹配具体服务实现的机制，这一点上与 IOC 的思想类似，都是把装配的控制权放到了程序之外，下面具体看看什么是 SPI。

SPI 全称为 Service Provider Interface，即服务提供发现接口，这里的服务指的不是我们经常听到的微服务服务发现，这里的一个服务 Service 指的是一个接口或抽象类，服务提供方则是对这个接口或抽象类的实现。SPI 是 ”基于接口的编程 + 策略模式 + 配置文件“ 组合实现的动态加载机制

模块化设计中，模块之间基于接口编程，把装配的控制权放到程序之外，实现系统的解耦

使用场景

适用于调用方根据实际需求启用、扩展、替换服务的策略实现。许多开源框架中都使用了 Java 的 SPI 机制，如 JDBC 的 SPI 加载模式、日志框架 SLF4J 加载不同提供商的日志实现、Spring 中也大量适用了 SPI、Dubbo 的扩张机制、ServiceComb Java Chassis (CSE) 的 Filter、异常处理等扩展机制

SPI 的实现步骤

在类路径下的 meta-INF/services 目录下，创建以服务接口的”全限定名“命名的文件，文件的内容为接口实现类的全限定名实现类必须在当前程序的 classpath 下使用 bash java.util.ServiceLoader 动态加载实现，会扫描 meta-INF/services 下的配置文件加载实现类

先定义一个基接口

public interface baseDriver {
    void url();
}

并使用maven打包，并安装在本地maven仓库

新建maven项目，导入含有baseDriver的maven坐标，编写一个接口实现类

public class MysqlDriver implements baseDriver
{
    @Override
    public void url() {
        System.out.println("this is a mysql url");
    }
}

以下这一步很重要：

再次使用maven打包，并安装在本地maven仓库

可是多写一个实现类

public class OracleDriver implements baseDriver {
    public void url() {
        System.out.println("this is an oracle url");
    }
}

也要再次打包

新建maven项目使用
pom.xml

        
            com.spi
            MYSQL_SPI
            0.0.1-SNAPSHOT
        
        
            com.spi
            ORACLE_SPI
            0.0.1-SNAPSHOT
        

测试

我们知道：Servlet 2.5 实现 webApp 加载的方式是 web.xml，获取其中配置的ServletContextListener 的实现类，通过实现类的 contextInitialized 方法来加载 webapp。

   
        
            org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
        
    

具体可参考我另一篇文章

而 Servlet 3.0 就无需配置 web.xml, 直接通过实现接口 ServletContainerInitializer 就可以实现 webApp 的加载，就如类名一样，这个类的作用就是在 servlet 容器初始化过程中加入自定义操作，因为是自定义的，所以可扩展性就非常强，能干很多事情。

两者执行位置的区别

两个方法的执行位置都是在 Tomcat 启动过程中，Context 容器启动时。具体方法是 StandardContext 类的 startInternal() 方法，一个 context 容器就代表了一个 webapp。

ServletContainerInitializer源码

public interface ServletContainerInitializer {
    public void onStartup(Set> c, ServletContext ctx)
        throws ServletException; 
}

那么servlet3.0规范下，是如何不通过web.xml的方式，使用纯java代码的方式加载spring应用的呢

直接看到spring-web:5.3.13的源码：

没错，tomcat启动后，可以根据servlet3.0的规范，通过SPI机制，将实现了ServletContainerInitializer 接口的类全部进行加载，并排序后，依次调用onstartup方法
在看看javax.servlet.ServletContainerInitializer的内容：

org.springframework.web.SpringServletContainerInitializer

于是，我们直接找到SpringServletContainerInitializer

@HandlesTypes(WebApplicationInitializer.class)
public class SpringServletContainerInitializer implements ServletContainerInitializer {
	@Override
	public void onStartup(@Nullable Set> webAppInitializerClasses, ServletContext servletContext)
			throws ServletException {
		List initializers = Collections.emptyList();
		if (webAppInitializerClasses != null) {
			initializers = new ArrayList<>(webAppInitializerClasses.size());
			for (Class waiClass : webAppInitializerClasses) {
				// Be defensive: Some servlet containers provide us with invalid classes,
				// no matter what @HandlesTypes says...
				if (!waiClass.isInterface() && !Modifier.isAbstract(waiClass.getModifiers()) &&
						WebApplicationInitializer.class.isAssignableFrom(waiClass)) {
					try {
						initializers.add((WebApplicationInitializer)
								ReflectionUtils.accessibleConstructor(waiClass).newInstance());
					}
					catch (Throwable ex) {
						throw new ServletException("Failed to instantiate WebApplicationInitializer class", ex);
					}
				}
			}
		}
		if (initializers.isEmpty()) {
			servletContext.log("No Spring WebApplicationInitializer types detected on classpath");
			return;
		}
		servletContext.log(initializers.size() + " Spring WebApplicationInitializers detected on classpath");
		AnnotationAwareOrderComparator.sort(initializers);
		for (WebApplicationInitializer initializer : initializers) {
			initializer.onStartup(servletContext);
		}
	}
}

这里要先知道@HandleTypes这个注解的含义，该注解也是Servlet规范所定义的，作用就是：将注解指定的Class对象（包括其实现类及子类）作为参数传递到onStartup（也就是@HandleTypes只能作用在实现了ServletContainerInitializer 的类上）

//含义就是，将WebApplicationInitializer.class的子类获取实现类，
//作为一个Set>参数传入道到SpringServletContainerInitializer.onstartup方法中
@HandlesTypes(WebApplicationInitializer.class)
public class SpringServletContainerInitializer implements ServletContainerInitializer {}

然后，我们就可以在onstartup方法中，进行我们的开发，例如初始化web容器，初始化DispatcherServlet等操作

AbstractContextLoaderInitializer.onstartup:

  public void onStartup(ServletContext servletContext) throws ServletException {
        this.registerContextLoaderListener(servletContext);
    }

AbstractDispatcherServletInitializer.onstartup:

 public void onStartup(ServletContext servletContext) throws ServletException {
        //调用父类
        super.onStartup(servletContext);
        this.registerDispatcherServlet(servletContext);
    }

参考文章
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