面試回答

Java 中區分 API 和 SPI，通俗的講：API 和 SPI 都是相對的概念，他們的差別只在語義上，API 直接被應用開發人員使用，SPI 被框架擴展人員使用。

API Application Programming Interface

大多數情況下，都是實現方來制定接口并完成對接口的不同實現，調用方僅僅依賴卻無權選擇不同實現。

SPI Service Provider Interface

而如果是調用方來制定接口，實現方來針對接口實現不同的實現。調用方來選擇自己需要的實現方。

知識擴展

如何定義一個 SPI

步驟1、定義一組接口（假設是 com.chiyi.test.IShout）,并寫出接口的一個或多個實現，（假設是 com.chiyi.test.Dog、com.chiyi.test.Cat）。

public interface IShout {void shout();
}

public class Dog implements IShout{@Overridepublic void shout() {System.out.println("wang wang");}
}

public class Cat implements IShout{@Overridepublic void shout() {System.out.println("miao miao");}
}

步驟2、在 src/main/resources/ 下建立 /META-INF/services目錄，新增一個以接口命名的文件（com.chiyi.test.IShout 文件），內容是要應用的實現類（這里是 com.chiyi.test.Dog和com.chiyi.test.Cat,每行一個類）。

com.chiyi.test.Dog
com.chiyi.test.Cat

步驟3、使用 ServiceLoader 來加載配置文件中指定的實現。

public class Main {public static void main(String[] args) {ServiceLoader<IShout> shouts=ServiceLoader.load(IShout.class);for(IShout s:shouts){s.shout();}}
}

代碼輸出：

wang wang

miao miao

SPI 的實現原理

看 ServiceLoader 類的簽名類的成員變量：

public final class ServiceLoader<S>implements Iterable<S>
{private static final String PREFIX = "META-INF/services/";// 代表被加載的類或者接口private final Class<S> service;// 用于定位，加載和實例化 providers 的類加載器private final ClassLoader loader;// 創建 ServiceLoader 時采用的訪問控制上下文private final AccessControlContext acc;// 緩存 providers，按實例化的順序排列private LinkedHashMap<String,S> providers = new LinkedHashMap<>();// 懶查找迭代器private LazyIterator lookupIterator;······
}

參考具體源碼，梳理了一下，實現的流程如下：

1. 應用程序調用 ServiceLoader.load 方法，ServiceLoader.load方法內先創建一個新的 ServiceLoader，并實例化該類中的成員變量，包括：

1. 1. loader(ClassLoader 類型，類加載器)
   2. acc(AccessControlContext 類型，訪問控制器)
   3. providers(LinkedHashMap 類型，用于緩存加載成功的類)
   4. lookupIterator(實現迭代器功能)

1. 應用程序通過迭代器接口獲取對象實例

1. 1. ServiceLoader 先判斷成員變量 providers 對象中（LinkedHashMap 類型）是否有緩存實例對象，如果有緩存，直接返回。
   2. 如果沒有緩存，執行類的裝載：

1. 1. 1. 讀取 META-INF/services/ 下的配置文件，獲得所有能被實例化的類的名稱
      2. 通過反射方法 Class.forName() 加載類對象，并用 instance() 方法將類實例化
      3. 把實例化的類緩存到 providers 對象中（LinkedHashMap 類型）
      4. 然后返回實例對象

SPI 的應用場景

概括地說，適用于：調用者根據實際使用需要，啟用、擴展、或者替換框架的實現策略。

比如常見的例子：

1. 數據庫驅動加載接口實現類的加載
2. JDBC 加載不同類型數據庫的驅動
3. 日志門面接口實現類加載
4. SLF4J 加載不同提供商的日志實現類

Spring

Spring 中大量使用了 SPI，比如：對 servlet3.0 規范對 ServletContainerInitializer 的實現、自動類型轉換 Type Conversion SPI（Converter SPI、Formatter SPI）等

Dubbo

Dubbo 中也大量使用 SPI的方式實現框架的擴展，不過它對 java 提供的原生 SPI 做了封裝，允許用戶擴展實現 Filter 接口。