【Java】ServiceLoader机制深入

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2022-05-09 03:40 205阅读 0赞

`ServiceLoader`是在 jdk1.6开始引入的，它主要的功能是用来完成对SPI的provider的加载.

简单理解其功能就是，根据给定的接口，找到当前接口所有实现的类.

现在给出一个这种机制的应用场景示例: jdbc的DriverManger,下面是一个代码片段

import java.sql.Connection; import java.sql.DriverManager; import java.sql.SQLException; Connection conn = null; ... try { conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost/test?" + "user=test&password=test"); // Do something with the Connection ... } catch (SQLException ex) { // handle any errors System.out.println("SQLException: " + ex.getMessage()); System.out.println("SQLState: " + ex.getSQLState()); System.out.println("VendorError: " + ex.getErrorCode()); }

上面这段代码本身没有很复杂，这里我们需要了解的是DriverManager是如何正确的获取到对应支持该url的Connection,下面是DriverManager的getConnection部分源码:

println("DriverManager.getConnection(\"" + url + "\")"); // Walk through the loaded registeredDrivers attempting to make a connection. // Remember the first exception that gets raised so we can reraise it. SQLException reason = null; for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) { // If the caller does not have permission to load the driver then // skip it. if(isDriverAllowed(aDriver.driver, callerCL)) { try { println(" trying " + aDriver.driver.getClass().getName()); Connection con = aDriver.driver.connect(url, info); if (con != null) { // Success! println("getConnection returning " + aDriver.driver.getClass().getName()); return (con); } } catch (SQLException ex) { if (reason == null) { reason = ex; } } } else { println(" skipping: " + aDriver.getClass().getName()); } }

从上面的代码当中我们可以了解到DriverManager其实是通过不断尝试内部已经注册的Driver来获取对应的Connection,直到成功得到Connection为止，这部分还是比较好理解，这时候你会有新的疑问，  
这个`registeredDrivers`是怎么注册的?（因为DriverManager本身是不知道当前应用环境有多少个实现，它是不可能通过new具体的实例来完成的)

对于`registeredDrivers`是完成它的初始化工作的，可以进一步看DriverManager这类在初始化的时候完成了相关的实现类加载，下面是加载的源码片段:

/** * Load the initial JDBC drivers by checking the System property * jdbc.properties and then use the {@code ServiceLoader} mechanism */ static { loadInitialDrivers(); println("JDBC DriverManager initialized"); } private static void loadInitialDrivers() { String drivers; try { drivers = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<String>() { public String run() { return System.getProperty("jdbc.drivers"); } }); } catch (Exception ex) { drivers = null; } // If the driver is packaged as a Service Provider, load it. // Get all the drivers through the classloader // exposed as a java.sql.Driver.class service. // ServiceLoader.load() replaces the sun.misc.Providers() AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() { public Void run() { //核心的操作 ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class); Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator(); try{ while(driversIterator.hasNext()) { driversIterator.next(); } } catch(Throwable t) { // Do nothing } return null; } }); println("DriverManager.initialize: jdbc.drivers = " + drivers); ...省略 }

从上面的代码可以看到，首先它通过读取系统参数来了解用户指定的driver实现，继而进一步通过`ServiceLoader`这个类完成其它的`Driver`的实现类.

现在的问题又进一步转移到`ServiceLoader`是如何找到当前系统的`Driver`的实现类的.

通过`ServiceLoader`的源码我们了解到，ServiceLoader查找对应的实现是通过一个统一规范的方式来查找，如果实现了`Driver`这个接口，你就得按ServiceLoader指定的方式来暴露你的实现.

具体的暴露方式是:

1.  在最终的jar文件的`META-INF/services/`路径下，配置当前jar实现接口的信息文件;
2.  文件的名称就是实现接口的名称，比如当前这个例子，这对应的文件名词是`java.sql.Driver`;
3.  文件里面的内容是具体的实现类完整的包信息，比如:mysql的对应实现是`com.mysql.cj.jdbc.Driver`, 所以文件里面的内容也要和这个保持一致；
    
    > 另外需要注意的是，文件里面的内容可以是多行信息，这种情况是你提供了多种实现.

下面我们去看一下mysql的driver文件里面配置信息来核实一下我们的理解:  
![在这里插入图片描述][70]  
接下来，我们可以通过一个简单的例子来感受一下:

测试项目使用maven来构建

## 1 定义抽象接口 ##

项目结构如下截图:  
![api-maven-package][]

下面是部分文件的定义  
1 Driver.java

package com.together.learning.java.spi; /** * @author jiangjian */ public interface Driver { String getVendorName(); }

2 pom.xml文件

## 2 实现抽象接口 ##

项目结构如下截图:  
![api-impl][]

下面是部分文件的定义  
1 ZhangshanDriverImpl.java

package com.zhangsan.driver; import com.together.learning.java.spi.Driver; /** * @author jiangjian */ public class ZhangshanDriverImpl implements Driver { public String getVendorName() { return "zhangsan corp"; } }

2 pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
        <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    
        <groupId>com.zhangsan</groupId>
        <artifactId>driver-api-impl</artifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>com.together</groupId>
                <artifactId>driver-api</artifactId>
                <version>1.0-SNAPSHOT</version>
            </dependency>
        </dependencies>
    </project>

3 com.together.learning.java.spi.Driver文件内容

com.zhangsan.driver.ZhangshanDriverImpl

## 3 测试ServiceLoader ##

项目结构如下截图:  
![service-loader-test][]

下面是部分文件的定义  
1 pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
        <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    
        <groupId>com.together</groupId>
        <artifactId>service-loader-test</artifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>com.together</groupId>
                <artifactId>driver-api</artifactId>
                <version>1.0-SNAPSHOT</version>
            </dependency>
    
            <dependency>
                <groupId>com.zhangsan</groupId>
                <artifactId>driver-api-impl</artifactId>
                <version>1.0-SNAPSHOT</version>
            </dependency>
        </dependencies>
    </project>

2 Test.java

package com.together.test; import com.together.learning.java.spi.Driver; import java.util.ServiceLoader; /** * @author jiangjian */ public class Test { public static void main(String[] args) { ServiceLoader<Driver> drivers = ServiceLoader.load(Driver.class); for(Driver driver : drivers) { System.out.println(driver.getVendorName()); } } }

至此，ServiceLoader大致的功能介绍完了，有兴趣的可以进一步阅读ServiceLoader源码，里面的`LazyIterator`这种实现还是值得学习和借鉴的.

[70]: /images/20220509/aa5084e99c5c4c7181f53b912da12a7b.png
[api-maven-package]: /images/20220509/489f1335fe6b494fa4404f5bee86327a.png
[api-impl]: /images/20220509/2460c2d0e82d44a286f97702847fd220.png
[service-loader-test]: /images/20220509/0692c8aa4fee40dc8e689e27f8df7fb6.png