Java中的SPI动态扩展（上）

八股文背多了，相信大家都听说过一个词， SPI扩展 。

有的面试官就很喜欢问这个问题，SpringBoot的自动装配是如何实现的？

基本上，你一说是基于spring的SPI扩展机制，再把spring.factories文件和EnableAutoConfiguration提一下，那么这个问题就答的八九不离十了。

就像四五年前，我去面试的时候被问到这个问题，SPI动态扩展机制这几个词从嘴里一说出来，就把面试官唬的一愣一愣的。可能他们也没见过这么能装逼的，一句话能简简单单说明白，非要拽一个听上去很高大上的词。

话说回来，被唬住的可不止是面试官，其实还有我自己。至于SPI扩展究竟是个啥，是怎么实现的，我当时也根本不明白。

不过现在的面试就是这样，对线八股文，要想唬住面试官，就得先唬住自己。

那么我们今天暂且不提spring的SPI扩展，先来看看java本身自带的SPI扩展机制是怎么一回事。

1、简介

SPI的全称是Service Provider Interface，翻译过来就是 服务提供者的接口 ，它所实现的其实是一种服务的发现机制。

这么说起来可能还是有点不好理解，我举个例子来类比一下。

在spring项目中，写service层代码前，会约定俗成的会添加一个接口层。然后通过spring中的依赖注入，可以借助@Autowired等方式注入这个接口的实现类的实例对象，之后对于service的调用一般也基于接口操作。

简单形容就是这样的：

如图所示，接口、实现类都是由服务提供方提供，我们可以把controller看作服务调用者，调用方只管调用接口就可以了。

虽然也有声音认为，大部分情况下service只有一个实现类，接口层显得有些多余。但是在《Head First Design Patterns》这本书中，大佬们还是建议过：

Program to an interface, not an implementation.

没错，就是常说的 要面向接口编程 。至于好处，也不外乎是降低耦合度、方便日后扩展、提高了代码的灵活性和可维护性等等。

在上面这个例子里，这个接口层和其中的方法我们可以称之为 API ，而我们要讨论的SPI和它相比，有类似也有差异，还是先看图：

简单来说，就是服务的调用方定义一个接口规范，可以由不同的服务提供者实现。并且，调用方能够通过某种机制来发现服务提供方，并通过接口调用它的能力。

通过对比，我们可以看出它们虽然都有着接口这一层面，但还是有很大的不同：

API中的接口是服务提供者给服务调用者的一个功能列表，而SPI中更多强调的是，服务调用者对服务实现的一种约束，服务提供者根据这种约束实现的服务，可以被服务调用者发现。

说白了，Java中的SPI实现的就是，你按我的接口规范实现服务，我就能通过某种机制为这个接口寻找到这个服务。

这么说起来可能还有些抽象，下面我们举一个例子，类比具体描述一下这个过程。

2、定义接口

说起智能家居系统，大家现在都比较熟悉了，只要是相同品牌下的产品，连上wifi就能够通过手机app控制了，非常方便。

虽然产品不断更新换代，型号更新层出不穷，但是同种家电在app上操作起来，功能一般都是一样的。就拿空调来说，我们在app上操作起来一般也就三个主要功能： 开关 ， 选模式 ， 调节温度 。

假设我现在在客厅、卧室、书房安装了3款不同型号的空调，并把它们都接入到了我app中，那么之后的操作都是相同的几个按键，简单粗暴。

思考一下，无论是开关还是调温，都是通过app去调用设备的接口罢了，那么如果不同型号的空调各写各的接口，后端app在开发的时候光对接接口都麻烦的要死。

解决方法也很简单，我先定义一套接口规范，不管你以后什么型号的空调，都按我的规范来实现接口。以后只要我能发现你的设备，那么都可以按相同的方法来调用接口。

那么下面就先来定义这么一套接口规范，如果你以后想要接入智能家居系统，那么就要遵循这个规范来开发接口。

新建一个项目作为标准，就叫aircondition-standard好了，然后创建一个接口。除了3个操作以外，我们再添加一个获取空调型号的方法。

public interface IAircondition {
    // 获取型号
    String getType();
    
    // 开关
    void turnOnOff();

    // 调节温度
    void adjustTemperature(int temperature);

    // 模式变更
    void changeModel(int modelId);
}

这个接口后面要给服务的实现方来使用，用maven把它打成jar包：

mvn clean install

之后服务提供者在项目中就可以引入这个jar包了，有了这套规范，就保证了产品后期不管怎么更新换代，都能接入到系统来。

3、服务实现

制定并发布完规则后，挂式空调作为第一个服务提供者就来了，新建一个项目aircondition-hanging-type，并引入刚才打好的jar包：

<dependency>
    <groupId>com.cn.hydra<span class="hljs-name"groupId>
    <artifactId>aircondition-standard<span class="hljs-name"artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT<span class="hljs-name"version>
<span class="hljs-name"dependency>

创建服务类，并实现前面定义的接口：

public class HangingTypeAircondition
        implements IAircondition{
    public String getType() {
        return "HangingType";
    }
    
    public void turnOnOff() {
        System.out.println("挂式空调开关");
    }

    public void adjustTemperature(int i) {
        System.out.println("挂式空调调节温度");
    }

    public void changeModel(int i) {
        System.out.println("挂式空调更换模式");
    }
}

在项目的resources的目录下，创建META-INF/services目录，然后以前面定义的接口名com.cn.hydra.IAircondition创建文件，并在文件中写入实现类的全限定名。

com.cn.hydra.HangingTypeAircondition

整个项目结构非常简单：

这样，一个服务方的简单实现就搞定了，用maven打成jar包，之后就可以提供给调用方使用了。

同理，我们可以再创建一个立式空调的项目aircondition-vertical-type，也只创建一个服务类：

public class VerticalTypeAircondition
        implements IAircondition{
    public String getType() {
        return "VerticalType";
    }
    
    public void turnOnOff() {
        System.out.println("立式空调开关");
    }

    public void adjustTemperature(int i) {
        System.out.println("立式空调调节温度");
    }

    public void changeModel(int i) {
        System.out.println("立式空调更换模式");
    }
}

还是按上面的命名规则，创建一个配置文件：

com.cn.hydra.VerticalTypeAircondition

同样，打成jar包就完事了，至于服务调用者如何去发现和调用这两个服务，下面详细再说。