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Java SPI（Service Provider Interface）是一种内置的服务发现机制，结合接口编程、策略模式和配置文件，允许在运行时动态加载实现类。SPI广泛用于 JDBC、JNDI、日志、XML 解析等场景，核心依赖 ServiceLoader 实现解耦与可插拔扩展。使用时需在 META-INF/services 下配置实现类路径。Dubbo 基于 SPI 机制实现了自己的扩展体系，支持负载均衡、协议选择等插件化设计，用户可自定义实现并通过注解 @SPI 与配置文件指定默认服务，实现灵活的服务扩展与适配。

SPI (Service Provider Interface)

SPI 简介

SPI（Service Provider Interface）是 Java 开发工具包（JDK）内置的一种服务提供发现机制。它作为一种标准化的服务扩展点发现方式，目前被广泛应用于各种框架中来实现服务的动态扩展。

SPI 工作机制

SPI 的核心思想是"面向接口编程+策略模式+配置文件"的组合实现。具体工作流程为：

1. 定义服务接口（如java.sql.Driver）
2. 在META-INF/services/目录下创建以接口全限定名命名的文件
3. 在该文件中写入具体实现类的全限定名（如com.mysql.jdbc.Driver）
4. 通过ServiceLoader类加载并实例化这些实现类

SPI 的优势

1. 解耦性：将服务接口与具体实现分离，调用方只需面向接口编程
2. 扩展性：新增服务实现无需修改原有代码，只需添加新的实现类
3. 动态性：服务实现可以在运行时动态发现和加载
4. 标准化：作为 JDK 标准机制，提供统一的扩展方式

典型应用场景

1. JDBC 数据库驱动加载（java.sql.Driver）
2. JNDI 服务提供者（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 自动配置机制

示例：JDBC 通过 SPI 加载不同数据库驱动

// 通过 SPI 自动发现并加载驱动
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);

SPI 机制实现了"约定优于配置"的原则，是 Java 生态中实现可插拔架构的重要基础。

JDK中的SPI

Java SPI 使用详解

1. 标准服务接口定义

首先需要定义一个标准服务接口，作为SPI机制的契约。这个接口将被服务提供者实现，被服务调用者使用。

示例：

// 定义支付接口标准
package com.example.spi;public interface PaymentService {/*** 支付方法* @param amount 支付金额* @return 支付结果*/String pay(double amount);/*** 获取支付方式名称* @return 支付方式*/String getPaymentMethod();
}

2. 服务提供者实现

2.1 实现接口

服务提供者需要提供该接口的具体实现。例如我们实现一个支付宝支付服务：

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

2.2 创建配置文件

在资源目录下创建 META-INF/services 目录，并添加以接口全限定名命名的文件：

文件路径：META-INF/services/com.example.spi.PaymentService
文件内容：

com.example.provider.AlipayService

2.3 打包注意事项

• 实现类必须包含无参构造器
• 实现类所在的JAR包需要包含META-INF/services目录
• 多个实现可以在配置文件中逐行列出

3. 服务调用者使用

3.1 通过ServiceLoader加载

调用者使用ServiceLoader动态加载实现：

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("发现支付服务: " + service.getPaymentMethod());System.out.println(service.pay(100.0));}}
}

3.2 类路径配置

确保：

1. 接口定义的JAR包在classpath中
2. 所有实现类的JAR包也在classpath中
3. 如果使用Maven/Gradle，添加相应的依赖关系

4. 高级用法

4.1 多个实现共存

可以同时提供多个实现，例如再添加一个微信支付：

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，金额：" + 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 实际应用场景

SPI机制常用于：

• 支付网关集成
• 数据库驱动加载(如JDBC)
• 日志框架适配
• 序列化协议支持
• 插件化系统开发

5. 注意事项

1. ServiceLoader不是线程安全的
2. 实现类必须有无参构造器
3. 服务加载是延迟初始化的
4. 每次调用ServiceLoader.load()都会返回新的实例
5. 可以通过迭代器模式获取所有实现

Dubbo中的SPI

dubbo 中大量的使用了SPI来作为扩展点，通过实现同一接口的前提下，可以进行定制自己的实现类，比如比较常见的协议，负载均衡，都可以通过 SPI 的方式进行定制化，自己扩展。Dubbo 中已经存在的所有已经实现的扩展点。

下图中是默认的提供的负载均衡的策略：

扩展点使用

我们将使用三个项目来演示 Dubbo 中扩展点的使用方式，一个主项目 main，一个服务接口项目 api，一个服务实现项目 impl

API 项目创建

● 导入坐标 dubbo
● 创建接口
● 在接口上使用 SPI

impl 项目创建

● 导入 api 项目的依赖
● 建立实现类，为了表达支持多个实现的目的，这里分别创建两个实现，分别是：WzkHumanHelloService 和 WzkDogHelloService。
● SPI 进行声明操作，在 resources 目录下创建 META-INF/dubbo 目录，在目录下创建 “icu.wzk.service.WzkHelloService” 的文件

该文件内容中写入进行扩展的类：

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

我们可以看到下面的目录如下：

这里我们需要回顾一下之前的内容，之前我们已经定义了 WzkHelloService，我们在之前代码的基础上，进行了如下的扩展，这里值得注意的是：默认实现 这里选的是 dog, 也就是：icu.wzk.service.impl.WzkDogHelloService。

PS：SPI指定一个默认实现，属于一个兜底机制，比如消费者调用的时候，没有指定服务，那就会走这个默认的服务。

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);
}

接着我们要在目录下新建这两个类出来：
WzkHumanHelloService的内容如下所示：

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;}
}

我们也实现一下 WzkDogHelloService，实现的内容如下：

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;}
}