SPI英文全称为Service Provider Interface。它的作用就是将接口实现类的全限定名写在指定目录的配置文件中，使框架读取配置文件，从而加载实现类。这样我们就可以动态的为接口替换实现类，使得框架拓展性更高。Java其实也有原生的SPI机制，但是Dubbo并未使用它。学习Dubbo源码的前提就是得弄懂Dubbo SPI机制。
0.Java SPI示例
public interface Hello{
void sayHello();
}
public class testA implements Hello{
@Override
public void sayHello(){
System.out.println("Hello,I am A");
}
}
public class testB implements Hello{
@Override
public void sayHello(){
System.out.println("Hello,I am B");
}
}
写好实现类和接口后，我们需要在META-INF/services目录下新建一个文件，名称为接口Hello的全限定名。然后在文件里面写上所有实现类的全限定名，例如：
com.yelow.spi.testA
com.yelow.spi.testB
测试
public class JavaSPITest{
@Test
public void sayHello() throws Exception{
ServiceLoader<Hello> serviceLoader = ServiceLoader.load(Hello.class);
serviceLoader.forEach(Hello::sayHello);
//分别输出：
//Hello,I am A
//Hello,I am B
}
}
1.Dubbo SPI示例
Dubbo SPI的使用上，和Java SPI类似的。先定义接口和实现类，接口前加上@SPI注解，代表一个拓展点。再创建一个配置文件。但是这个文件的路径应该在META-INF/dubbo/路径下。配置文件内容应该变成键值对形式，例如：
testA = com.yelow.spi.testA
testB = com.yelow.spi.testB
最后测试方法为：
public class JavaSPITest{
@Test
public void sayHello() throws Exception{
ExtensionLoader<Hello> loader=ExtensionLoader.getExtensionLoader(Hello.class);
//按需加载，参数为配置文件中的key值
Hello testA=loader.getExtension("testA");
testA.sayHello();
//输出Hello,I am A
}
}
2.Dubbo SPI源码分析
上面简单演示了Dubbo的使用方法。先通过ExtensionLoader.getExtensionLoader获取ExtensionLoader对象。在通过这个对象的getExtension方法获取实现类对象。先看一下getExtensionLoader方法：
public static <T> ExtensionLoader<T> getExtensionLoader(Class<T> type) {
if (type == null)
throw new IllegalArgumentException("Extension type == null");
if (!type.isInterface()) {
throw new IllegalArgumentException("Extension type(" + type + ") is not interface!");
}
if (!withExtensionAnnotation(type)) {
throw new IllegalArgumentException("Extension type(" + type +
") is not extension, because WITHOUT @" + SPI.class.getSimpleName() + " Annotation!");
}
//尝试从本地缓存中获取ExtensionLoader对象
ExtensionLoader<T> loader = (ExtensionLoader<T>) EXTENSION_LOADERS.get(type);
//如果缓存没有就新建一个
if (loader == null) {
EXTENSION_LOADERS.putIfAbsent(type, new ExtensionLoader<T>(type));
loader = (ExtensionLoader<T>) EXTENSION_LOADERS.get(type);
}
return loader;
}
getExtensionLoader方法比较简单，我们接着看一下getExtension：
public T getExtension(String name) {
if (name == null || name.length() == 0)
throw new IllegalArgumentException("Extension name == null");
if ("true".equals(name)) {
//获取默认的实现类
return getDefaultExtension();
}
//这个类用于持有目标对象，先从缓存中获取
Holder<Object> holder = cachedInstances.get(name);
if (holder == null) {
cachedInstances.putIfAbsent(name, new Holder<Object>());
holder = cachedInstances.get(name);
}
//获取实例对象
Object instance = holder.get();
//如果没有，就新建实例对象。这里是个双重检查。意义可参考单例模式
if (instance == null) {
synchronized (holder) {
instance = holder.get();
if (instance == null) {
//创建实现类实例对象
instance = createExtension(name);
//赋值到holder中
holder.set(instance);
}
}
}
return (T) instance;
}
同样的，也是先检查缓存，没有缓存再新建。下面我们看一下是怎么新建实例对象的，进入到createExtension方法：
private T createExtension(String name) {
//从配置文件中获取所有实现类
Class<?> clazz = getExtensionClasses().get(name);
if (clazz == null) {
throw findException(name);
}
try {
T instance = (T) EXTENSION_INSTANCES.get(clazz);
if (instance == null) {
//通过反射创建实例
EXTENSION_INSTANCES.putIfAbsent(clazz, (T) clazz.newInstance());
instance = (T) EXTENSION_INSTANCES.get(clazz);
}
//向实例对象中注入依赖
injectExtension(instance);
Set<Class<?>> wrapperClasses = cachedWrapperClasses;
if (wrapperClasses != null && wrapperClasses.size() > 0) {
for (Class<?> wrapperClass : wrapperClasses) {
//将当前实例对象作为参数传给Wrapper的构造方法，并通过反射创建Wrapper对象
//再向wrapper实例对象中注入依赖，最后把wrapper赋值给instance
instance = injectExtension((T) wrapperClass.getConstructor(type).newInstance(instance));
}
}
return instance;
} catch (Throwable t) {
throw new IllegalStateException("Extension instance(name: " + name + ", class: " +
type + ") could not be instantiated: " + t.getMessage(), t);
}
}
上面的方法中，给instance赋值的那行代码稍微有点复杂，其实最终目的只是把实现类对象包裹在Wrapper对象中。从上面的注释看，createExtension方法的目的有四个。重点关注getExtensionClasses和injectExtension方法：
private Map<String, Class<?>> getExtensionClasses() {
//从缓存获取已经加载的实现类
Map<String, Class<?>> classes = cachedClasses.get();
//双重检查
if (classes == null) {
synchronized (cachedClasses) {
classes = cachedClasses.get();
if (classes == null) {
//加载实现类
classes = loadExtensionClasses();
cachedClasses.set(classes);
}
}
}
return classes;
}
依旧是先检查缓存，没有缓存再新建。我们进入到loadExtensionClasses方法：
private Map<String, Class<?>> loadExtensionClasses() {
//获取SPI注解
final SPI defaultAnnotation = type.getAnnotation(SPI.class);
if (defaultAnnotation != null) {
String value = defaultAnnotation.value();
if (value != null && (value = value.trim()).length() > 0) {
//对SPI注解的值进行拆分
String[] names = NAME_SEPARATOR.split(value);
if (names.length > 1) {
throw new IllegalStateException("more than 1 default extension name on extension " + type.getName()
+ ": " + Arrays.toString(names));
}
//设置默认名称
if (names.length == 1) cachedDefaultName = names[0];
}
}
Map<String, Class<?>> extensionClasses = new HashMap<String, Class<?>>();
//加载指定文件夹下的配置文件
loadFile(extensionClasses, DUBBO_INTERNAL_DIRECTORY);
loadFile(extensionClasses, DUBBO_DIRECTORY);
loadFile(extensionClasses, SERVICES_DIRECTORY);
return extensionClasses;
}
我们看一下loadFile方法指定的目录常量分别是啥：
可以看到，前面示例说到的目录就是在这规定的。而META-INF/services/是为了兼容Java SPI，internal/是Dubbo内部自己的拓展类配置文件。最后我们分析一下loadFile方法：
private void loadFile(Map<String, Class<?>> extensionClasses, String dir) {
//文件夹路径+接口全限定名=配置文件具体路径
String fileName = dir + type.getName();
try {
Enumeration<java.net.URL> urls;
ClassLoader classLoader = findClassLoader();
//根据文件名加载所有同名文件
if (classLoader != null) {
urls = classLoader.getResources(fileName);
} else {
urls = ClassLoader.getSystemResources(fileName);
}
//获取到文件后进行遍历读取配置文件
if (urls != null) {
while (urls.hasMoreElements()) {
java.net.URL url = urls.nextElement();
try {
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(url.openStream(), "utf-8"));
try {
String line = null;
//按行读取
while ((line = reader.readLine()) != null) {
//解析配置文件
//通过反射加载实现类
//操作缓存
//略。。。，最好自己debug调试一下，最清楚
} // end of while read lines
} finally {
reader.close();
}
} catch (Throwable t) {
logger.error("Exception when load extension class(interface: " +
type + ", class file: " + url + ") in " + url, t);
}
} // end of while urls
}
} catch (Throwable t) {
logger.error("Exception when load extension class(interface: " +
type + ", description file: " + fileName + ").", t);
}
}
获取实现类的源码分析的差不多了，现在回到createExtension方法，接着看看injectExtension，也就是Dubbo的依赖注入功能。Dubbo IOC是通过setter方法注入依赖。它会通过反射获取实例的方法列表，再遍历方法是否具备setter方法的特征，若有就通过反射调用这个setter方法将依赖设置到目标对象中。代码分析如下：
private T injectExtension(T instance) {
try {
if (objectFactory != null) {
//遍历方法
for (Method method : instance.getClass().getMethods()) {
//判断方法是否以set开头，且只有一个参数，且方法是public
if (method.getName().startsWith("set")
&& method.getParameterTypes().length == 1
&& Modifier.isPublic(method.getModifiers())) {
//获取setter方法参数类型
Class<?> pt = method.getParameterTypes()[0];
try {
//获取熟悉名，比如setName，其对应的属性应该是name
String property = method.getName().length() > 3 ? method.getName().substring(3, 4).toLowerCase() + method.getName().substring(4) : "";
Object object = objectFactory.getExtension(pt, property);
if (object != null) {
//通过反射调用setter方法完成依赖注入
method.invoke(instance, object);
}
} catch (Exception e) {
logger.error("fail to inject via method " + method.getName()
+ " of interface " + type.getName() + ": " + e.getMessage(), e);
}
}
}
}
} catch (Exception e) {
logger.error(e.getMessage(), e);
}
return instance;
}