Java中的SPI動(dòng)態(tài)擴(kuò)展（上）

八股文背多了，相信大家都聽說過一個(gè)詞， SPI擴(kuò)展 。

有的面試官就很喜歡問這個(gè)問題，SpringBoot的自動(dòng)裝配是如何實(shí)現(xiàn)的？

基本上，你一說是基于spring的SPI擴(kuò)展機(jī)制，再把spring.factories文件和EnableAutoConfiguration提一下，那么這個(gè)問題就答的八九不離十了。

就像四五年前，我去面試的時(shí)候被問到這個(gè)問題，SPI動(dòng)態(tài)擴(kuò)展機(jī)制這幾個(gè)詞從嘴里一說出來，就把面試官唬的一愣一愣的?？赡芩麄円矝]見過這么能裝逼的，一句話能簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單說明白，非要拽一個(gè)聽上去很高大上的詞。

話說回來，被唬住的可不止是面試官，其實(shí)還有我自己。至于SPI擴(kuò)展究竟是個(gè)啥，是怎么實(shí)現(xiàn)的，我當(dāng)時(shí)也根本不明白。

不過現(xiàn)在的面試就是這樣，對(duì)線八股文，要想唬住面試官，就得先唬住自己。

那么我們今天暫且不提spring的SPI擴(kuò)展，先來看看java本身自帶的SPI擴(kuò)展機(jī)制是怎么一回事。

1、簡(jiǎn)介

SPI的全稱是Service Provider Interface，翻譯過來就是 服務(wù)提供者的接口 ，它所實(shí)現(xiàn)的其實(shí)是一種服務(wù)的發(fā)現(xiàn)機(jī)制。

這么說起來可能還是有點(diǎn)不好理解，我舉個(gè)例子來類比一下。

在spring項(xiàng)目中，寫service層代碼前，會(huì)約定俗成的會(huì)添加一個(gè)接口層。然后通過spring中的依賴注入，可以借助@Autowired等方式注入這個(gè)接口的實(shí)現(xiàn)類的實(shí)例對(duì)象，之后對(duì)于service的調(diào)用一般也基于接口操作。

簡(jiǎn)單形容就是這樣的：

如圖所示，接口、實(shí)現(xiàn)類都是由服務(wù)提供方提供，我們可以把controller看作服務(wù)調(diào)用者，調(diào)用方只管調(diào)用接口就可以了。

雖然也有聲音認(rèn)為，大部分情況下service只有一個(gè)實(shí)現(xiàn)類，接口層顯得有些多余。但是在《Head First Design Patterns》這本書中，大佬們還是建議過：

Program to an interface, not an implementation.

沒錯(cuò)，就是常說的 要面向接口編程 。至于好處，也不外乎是降低耦合度、方便日后擴(kuò)展、提高了代碼的靈活性和可維護(hù)性等等。

在上面這個(gè)例子里，這個(gè)接口層和其中的方法我們可以稱之為 API ，而我們要討論的SPI和它相比，有類似也有差異，還是先看圖：

簡(jiǎn)單來說，就是服務(wù)的調(diào)用方定義一個(gè)接口規(guī)范，可以由不同的服務(wù)提供者實(shí)現(xiàn)。并且，調(diào)用方能夠通過某種機(jī)制來發(fā)現(xiàn)服務(wù)提供方，并通過接口調(diào)用它的能力。

通過對(duì)比，我們可以看出它們雖然都有著接口這一層面，但還是有很大的不同：

API中的接口是服務(wù)提供者給服務(wù)調(diào)用者的一個(gè)功能列表，而SPI中更多強(qiáng)調(diào)的是，服務(wù)調(diào)用者對(duì)服務(wù)實(shí)現(xiàn)的一種約束，服務(wù)提供者根據(jù)這種約束實(shí)現(xiàn)的服務(wù)，可以被服務(wù)調(diào)用者發(fā)現(xiàn)。

說白了，Java中的SPI實(shí)現(xiàn)的就是，你按我的接口規(guī)范實(shí)現(xiàn)服務(wù)，我就能通過某種機(jī)制為這個(gè)接口尋找到這個(gè)服務(wù)。

這么說起來可能還有些抽象，下面我們舉一個(gè)例子，類比具體描述一下這個(gè)過程。

2、定義接口

說起智能家居系統(tǒng)，大家現(xiàn)在都比較熟悉了，只要是相同品牌下的產(chǎn)品，連上wifi就能夠通過手機(jī)app控制了，非常方便。

雖然產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，型號(hào)更新層出不窮，但是同種家電在app上操作起來，功能一般都是一樣的。就拿空調(diào)來說，我們?cè)赼pp上操作起來一般也就三個(gè)主要功能： 開關(guān) ， 選模式 ， 調(diào)節(jié)溫度 。

假設(shè)我現(xiàn)在在客廳、臥室、書房安裝了3款不同型號(hào)的空調(diào)，并把它們都接入到了我app中，那么之后的操作都是相同的幾個(gè)按鍵，簡(jiǎn)單粗暴。

思考一下，無論是開關(guān)還是調(diào)溫，都是通過app去調(diào)用設(shè)備的接口罷了，那么如果不同型號(hào)的空調(diào)各寫各的接口，后端app在開發(fā)的時(shí)候光對(duì)接接口都麻煩的要死。

解決方法也很簡(jiǎn)單，我先定義一套接口規(guī)范，不管你以后什么型號(hào)的空調(diào)，都按我的規(guī)范來實(shí)現(xiàn)接口。以后只要我能發(fā)現(xiàn)你的設(shè)備，那么都可以按相同的方法來調(diào)用接口。

那么下面就先來定義這么一套接口規(guī)范，如果你以后想要接入智能家居系統(tǒng)，那么就要遵循這個(gè)規(guī)范來開發(fā)接口。

新建一個(gè)項(xiàng)目作為標(biāo)準(zhǔn)，就叫aircondition-standard好了，然后創(chuàng)建一個(gè)接口。除了3個(gè)操作以外，我們?cè)偬砑右粋€(gè)獲取空調(diào)型號(hào)的方法。

public interface IAircondition {
    // 獲取型號(hào)
    String getType();
    
    // 開關(guān)
    void turnOnOff();

    // 調(diào)節(jié)溫度
    void adjustTemperature(int temperature);

    // 模式變更
    void changeModel(int modelId);
}

這個(gè)接口后面要給服務(wù)的實(shí)現(xiàn)方來使用，用maven把它打成jar包：

mvn clean install

之后服務(wù)提供者在項(xiàng)目中就可以引入這個(gè)jar包了，有了這套規(guī)范，就保證了產(chǎn)品后期不管怎么更新?lián)Q代，都能接入到系統(tǒng)來。

3、服務(wù)實(shí)現(xiàn)

制定并發(fā)布完規(guī)則后，掛式空調(diào)作為第一個(gè)服務(wù)提供者就來了，新建一個(gè)項(xiàng)目aircondition-hanging-type，并引入剛才打好的jar包：

<dependency>
    <groupId>com.cn.hydra<span class="hljs-name"groupId>
    <artifactId>aircondition-standard<span class="hljs-name"artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT<span class="hljs-name"version>
<span class="hljs-name"dependency>

創(chuàng)建服務(wù)類，并實(shí)現(xiàn)前面定義的接口：

public class HangingTypeAircondition
        implements IAircondition{
    public String getType() {
        return "HangingType";
    }
    
    public void turnOnOff() {
        System.out.println("掛式空調(diào)開關(guān)");
    }

    public void adjustTemperature(int i) {
        System.out.println("掛式空調(diào)調(diào)節(jié)溫度");
    }

    public void changeModel(int i) {
        System.out.println("掛式空調(diào)更換模式");
    }
}

在項(xiàng)目的resources的目錄下，創(chuàng)建META-INF/services目錄，然后以前面定義的接口名com.cn.hydra.IAircondition創(chuàng)建文件，并在文件中寫入實(shí)現(xiàn)類的全限定名。

com.cn.hydra.HangingTypeAircondition

整個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單：

這樣，一個(gè)服務(wù)方的簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)就搞定了，用maven打成jar包，之后就可以提供給調(diào)用方使用了。

同理，我們可以再創(chuàng)建一個(gè)立式空調(diào)的項(xiàng)目aircondition-vertical-type，也只創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)類：

public class VerticalTypeAircondition
        implements IAircondition{
    public String getType() {
        return "VerticalType";
    }
    
    public void turnOnOff() {
        System.out.println("立式空調(diào)開關(guān)");
    }

    public void adjustTemperature(int i) {
        System.out.println("立式空調(diào)調(diào)節(jié)溫度");
    }

    public void changeModel(int i) {
        System.out.println("立式空調(diào)更換模式");
    }
}

還是按上面的命名規(guī)則，創(chuàng)建一個(gè)配置文件：

com.cn.hydra.VerticalTypeAircondition

同樣，打成jar包就完事了，至于服務(wù)調(diào)用者如何去發(fā)現(xiàn)和調(diào)用這兩個(gè)服務(wù)，下面詳細(xì)再說。