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Java SPI（Service Provider Interface）是一種內置的服務發現機制，結合接口編程、策略模式和配置文件，允許在運行時動態加載實現類。SPI廣泛用于 JDBC、JNDI、日志、XML 解析等場景，核心依賴 ServiceLoader 實現解耦與可插拔擴展。使用時需在 META-INF/services 下配置實現類路徑。Dubbo 基于 SPI 機制實現了自己的擴展體系，支持負載均衡、協議選擇等插件化設計，用戶可自定義實現并通過注解 @SPI 與配置文件指定默認服務，實現靈活的服務擴展與適配。

SPI (Service Provider Interface)

SPI 簡介

SPI（Service Provider Interface）是 Java 開發工具包（JDK）內置的一種服務提供發現機制。它作為一種標準化的服務擴展點發現方式，目前被廣泛應用于各種框架中來實現服務的動態擴展。

SPI 工作機制

SPI 的核心思想是"面向接口編程+策略模式+配置文件"的組合實現。具體工作流程為：

1. 定義服務接口（如java.sql.Driver）
2. 在META-INF/services/目錄下創建以接口全限定名命名的文件
3. 在該文件中寫入具體實現類的全限定名（如com.mysql.jdbc.Driver）
4. 通過ServiceLoader類加載并實例化這些實現類

SPI 的優勢

1. 解耦性：將服務接口與具體實現分離，調用方只需面向接口編程
2. 擴展性：新增服務實現無需修改原有代碼，只需添加新的實現類
3. 動態性：服務實現可以在運行時動態發現和加載
4. 標準化：作為 JDK 標準機制，提供統一的擴展方式

典型應用場景

1. JDBC 數據庫驅動加載（java.sql.Driver）
2. JNDI 服務提供者（javax.naming.spi.InitialContextFactory）
3. XML 解析器（javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory）
4. 日志框架（java.util.logging.LogManager）
5. Spring Boot 自動配置機制

示例：JDBC 通過 SPI 加載不同數據庫驅動

// 通過 SPI 自動發現并加載驅動
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);

SPI 機制實現了"約定優于配置"的原則，是 Java 生態中實現可插拔架構的重要基礎。

JDK中的SPI

Java SPI 使用詳解

1. 標準服務接口定義

首先需要定義一個標準服務接口，作為SPI機制的契約。這個接口將被服務提供者實現，被服務調用者使用。

示例：

// 定義支付接口標準
package com.example.spi;public interface PaymentService {/*** 支付方法* @param amount 支付金額* @return 支付結果*/String pay(double amount);/*** 獲取支付方式名稱* @return 支付方式*/String getPaymentMethod();
}

2. 服務提供者實現

2.1 實現接口

服務提供者需要提供該接口的具體實現。例如我們實現一個支付寶支付服務：

package com.example.provider;import com.example.spi.PaymentService;public class AlipayService implements PaymentService {@Overridepublic String pay(double amount) {return "支付寶支付成功，金額：" + amount;}@Overridepublic String getPaymentMethod() {return "Alipay";}
}

2.2 創建配置文件

在資源目錄下創建 META-INF/services 目錄，并添加以接口全限定名命名的文件：

文件路徑：META-INF/services/com.example.spi.PaymentService
文件內容：

com.example.provider.AlipayService

2.3 打包注意事項

• 實現類必須包含無參構造器
• 實現類所在的JAR包需要包含META-INF/services目錄
• 多個實現可以在配置文件中逐行列出

3. 服務調用者使用

3.1 通過ServiceLoader加載

調用者使用ServiceLoader動態加載實現：

import com.example.spi.PaymentService;
import java.util.ServiceLoader;public class PaymentApp {public static void main(String[] args) {ServiceLoader<PaymentService> services = ServiceLoader.load(PaymentService.class);for (PaymentService service : services) {System.out.println("發現支付服務: " + service.getPaymentMethod());System.out.println(service.pay(100.0));}}
}

3.2 類路徑配置

確保：

1. 接口定義的JAR包在classpath中
2. 所有實現類的JAR包也在classpath中
3. 如果使用Maven/Gradle，添加相應的依賴關系

4. 高級用法

4.1 多個實現共存

可以同時提供多個實現，例如再添加一個微信支付：

package com.example.provider;import com.example.spi.PaymentService;public class WechatPayService implements PaymentService {@Overridepublic String pay(double amount) {return "微信支付成功，金額：" + amount;}@Overridepublic String getPaymentMethod() {return "WeChat Pay";}
}

然后在配置文件中添加：

com.example.provider.AlipayService
com.example.provider.WechatPayService

4.2 實際應用場景

SPI機制常用于：

• 支付網關集成
• 數據庫驅動加載(如JDBC)
• 日志框架適配
• 序列化協議支持
• 插件化系統開發

5. 注意事項

1. ServiceLoader不是線程安全的
2. 實現類必須有無參構造器
3. 服務加載是延遲初始化的
4. 每次調用ServiceLoader.load()都會返回新的實例
5. 可以通過迭代器模式獲取所有實現

Dubbo中的SPI

dubbo 中大量的使用了SPI來作為擴展點，通過實現同一接口的前提下，可以進行定制自己的實現類，比如比較常見的協議，負載均衡，都可以通過 SPI 的方式進行定制化，自己擴展。Dubbo 中已經存在的所有已經實現的擴展點。

下圖中是默認的提供的負載均衡的策略：

擴展點使用

我們將使用三個項目來演示 Dubbo 中擴展點的使用方式，一個主項目 main，一個服務接口項目 api，一個服務實現項目 impl

API 項目創建

● 導入坐標 dubbo
● 創建接口
● 在接口上使用 SPI

impl 項目創建

● 導入 api 項目的依賴
● 建立實現類，為了表達支持多個實現的目的，這里分別創建兩個實現，分別是：WzkHumanHelloService 和 WzkDogHelloService。
● SPI 進行聲明操作，在 resources 目錄下創建 META-INF/dubbo 目錄，在目錄下創建 “icu.wzk.service.WzkHelloService” 的文件

該文件內容中寫入進行擴展的類：

human=icu.wzk.service.impl.WzkHumanHelloService
dog=icu.wzk.service.impl.WzkDogHelloService

我們可以看到下面的目錄如下：

這里我們需要回顧一下之前的內容，之前我們已經定義了 WzkHelloService，我們在之前代碼的基礎上，進行了如下的擴展，這里值得注意的是：默認實現 這里選的是 dog, 也就是：icu.wzk.service.impl.WzkDogHelloService。

PS：SPI指定一個默認實現，屬于一個兜底機制，比如消費者調用的時候，沒有指定服務，那就會走這個默認的服務。

package icu.wzk.service;import org.apache.dubbo.common.URL;
import org.apache.dubbo.common.extension.Adaptive;
import org.apache.dubbo.common.extension.SPI;@SPI("dog")
public interface WzkHelloService {String sayHello(String name);@AdaptiveString sayHello( URL url);
}

接著我們要在目錄下新建這兩個類出來：
WzkHumanHelloService的內容如下所示：

package icu.wzk.service.impl;import icu.wzk.service.WzkHelloService;
import org.apache.dubbo.common.URL;public class WzkHumanHelloService implements WzkHelloService {@Overridepublic String sayHello(String name) {return "WzkHuman: " + name;}@Overridepublic String sayHello(URL url) {return "WzkHuman URL: " + url;}
}

我們也實現一下 WzkDogHelloService，實現的內容如下：

package icu.wzk.service.impl;import icu.wzk.service.WzkHelloService;
import org.apache.dubbo.common.URL;public class WzkDogHelloService implements WzkHelloService {@Overridepublic String sayHello(String name) {return "WzkDog: " + name;}@Overridepublic String sayHello(URL url) {return "WzkDog URL: " + url;}
}