Java SPI 和 API，傻傻分不清？

最近新写了一个中间件「运行时动态日志等级开关」，其中使用Java SPI机制实现了自定义配置中心，保证良好的扩展性。

项目地址，走过路过可以点个star ：）

https://github.com/saigu/LogLevelSwitch

在使用过程中，突然发现SPI其实和日常写API接口，然后进行implements实现非常相似，那SPI到底和普通API实现有啥区别呢？

带着这个问题，我们一起来梳理下SPI机制吧。

本文预计阅读时间10分钟，将围绕以下几点展开：

• 什么是 SPI 机制？
• SPI 实践案例
• SPI 和 API 有啥区别？

1、什么是SPI机制？

SPI（Service Provider Interface） 字面意思是服务提供者接口，本质上是一种「服务扩展机制」。

为什么需要这样一种「服务扩展机制」呢？

因为系统里抽象的各个模块，比如日志模块、xml解析模块、jdbc模块等，往往有很多不同的实现方案。

为了满足可拔插的原则，我们一般推荐模块之间基于接口编程，模块之间不对实现类进行硬编码。这就需要一种「服务扩展机制」，然后就有了SPI。

SPI 机制为我们的程序提供拓展功能。而不必将框架的一些实现类写死在代码里面。我们在相应配置文件中定义好某个接口的实现类全限定名，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。

最常见的就是Java的SPI机制，另外，还有Dubbo和SpringBoot自定义的SPI机制。

2、SPI实践案例

2.1 业界SPI实践案例

简单了解了SPI的概念，我们看看业界有哪些SPI实践案例，如何利用SPI实现灵活扩展的。

• JDBC驱动加载

最常见的SPI机制实践案例就是JDBC的驱动加载。利用Java的SPI机制，我们可以根据不同的数据库厂商来引入不同的JDBC驱动包。

• SpringBoot的SPI机制

用过SpringBoot的同学应该都知道，我们可以在spring.factories中加上我们自定义的自动配置类，这个特性尤其在xxx-starter中应用广泛。

• Dubbo的SPI机制

Dubbo基本上自身的每个功能点都提供了扩展点，把SPI机制应用的淋漓尽致，比如提供了集群扩展、路由扩展和负载均衡扩展等差不多接近30个扩展点。
如果Dubbo的某个内置实现不符合我们的需求，那么我们只要利用其SPI机制将我们的实现替换掉Dubbo的实现即可。

2.2 在实际项目中如何使用

以上三个例子是业界最常见的SPI机制的实现。下面，来看看我在实际项目中如何利用Java SPI机制实现了自定义配置中心，保证良好的扩展性。

项目地址，走过路过可以点个star ：）

https://github.com/saigu/LogLevelSwitch

需求很简单，中间件「运行时动态日志等级开关」需要在应用运行时获取开关状态，然后动态改变应用日志等级。

如何获取开关状态呢？我们一般需要配置中心来进行处理。作为一个开源中间件，使用它的应用可能有自己的不同的配置中心（比如Nacos、Apollo、spring cloud config、自研配置中心等），因此，必须支持自定义配置中心接入。

这时候就需要SPI机制来实现了！

1）定义接口interface

package io.github.saigu.log.level.sw.listener;

public interface ConfigListener<T> {
    /**
     * 获取初始开关状态
     * @return initial context of switch
     */
    SwitchContext getInitSwitch();

    /**
     * 获取变化的配置
     * @param changedConfig changed config context
     */
    void listenChangedConfig(T changedConfig);
}

2）SPI加载

本项目通过Java SPI实现，不需要依赖额外的组件，通过ServiceLoader来动态加载

public class ChangeListenerFactory {
    public static ConfigListener getListener() {
        final ServiceLoader<ConfigListener> loader = ServiceLoader
                .load(ConfigListener.class);
        for (ConfigListener configListener : loader) {
            return configListener;
        }
        throw new IllegalArgumentException("please choose valid listener");
    }
}

3）应用自定义配置中心接入

使用这个中间件的应用，只需要三步即可接入自定义配置中心。

• STEP 1: 应用中pom引入依赖

<dependency>
  <groupId>io.github.saigu</groupId>
  <artifactId>log-switch-core</artifactId>
  <version>1.0.0-beta</version>
</dependency>

• STEP 2: 构建config Bean

@Configuration
public class LogLevelSwitchConfig {
    @Bean
    LogLevelSwitch logLevelSwitch() {
        return new LogLevelSwitch();
    }
}

• STEP 3: 接入配置中心

声明配置中心的SPI实现。

在resource路径下新建 META-INF/services，创建文件名为
io.github.saigu.log.level.sw.listener.ConfigListener的文件，并写入自定义配置中心的「实现类名」。

3、SPI和API有啥区别？

我们已经介绍了什么是SPI，怎么使用SPI机制，现在，回头来看看一开始提出的问题，SPI和API有啥区别呢？

它们都需要定义接口interface，然后自定义实现类implements，看起来基本一致呀。

区别在哪？各自的使用场景是啥？

别急，我们从头梳理一下。

从「面向接口编程」的思想来看，「调用方」应该通过调用「接口」而不是「具体实现」来处理逻辑。那么，对于「接口」的定义，应该在「调用方」还是「实现方」呢？

理论上来说，会有三种选择：

• 「接口」定义在「实现方」
• 「接口」定义在「调用方」
• 「接口」定义在 独立的包中

1)「接口」定义在「实现方」

先来看看「接口」定义在「实现方」的情况。这个很容易理解，实现方同时提供了「接口」和「实现类」，「调用方」可以引用接口来达到调用某实现类的功能，这就是我们日常使用的API。API的最显著特征就是：

实现和接口在一个包中。自己定义接口，自己实现类。

2)「接口」定义在「调用方」

再来看看「接口」属于「调用方」的情况。这个其实就是SPI机制。以JDBC驱动为例，「调用方」（用户或者说JDK)定义了java.sql.Driver接口，这个接口位于「调用方」JDK的包中，各个数据库厂商实现了这个接口，比如mysql驱动com.mysql.jdbc.Driver。因此，SPI最显著的特征就是：

「接口」在「调用方」的包，「调用方」定义规则，而自定义实现类在「实现方」的包，然后把实现类加载到「调用方」中。

3)「接口」定义在独立的包

最后一种情况，如果一个「接口」在一个上下文是API，在另一个上下文是SPI，那么就可以把「接口」定义在独立的包中。

4、小结

本文介绍了是SPI机制，然后结合业界案例与项目实践来说明SPI的使用场景，最后对Java SPI和API的区别进行了分析。

本文不对SPI原理进行深入解析，下一篇文章会详细分析下Java SPI的实现《大名鼎鼎的Java SPI机制，究竟有没有破坏双亲委派呢？》，应该会挺有意思，欢迎关注。

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