了解JAVA中的SPI机制，以及数据库驱动插件，这一篇就够了
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2021-05-12 15:32
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前言
SPI（Service Provider Interface）是JDK内置的一种服务提供发现机制。本质是将接口实现类的全限定名配置在文件中，并由服务加载器读取配置文件，加载实现类。这样可以在运行时，动态为接口替换实现类。
在Java中SPI是被用来设计给服务提供商做插件使用的。基于策略模式来实现动态加载的机制。我们在程序只定义一个接口，具体的实现交个不同的服务提供者；在程序启动的时候，读取配置文件，由配置确定要调用哪一个实现。有很多组件的实现，如日志、数据库访问等都是采用这样的方式，最常用的就是 JDBC 驱动。
上面的说明很多人还是没什么概念，我们来举个案例，一步步开启SPI知识
案例
我们来个世界这么大，想出去看看，但是最好有辆车
上图中有4个项目，
1、car项目：定义了Car的接口
2、audi-car项目：代表奥迪厂家生产的车car
3、baoma-car项目：代表宝马厂家生产的车car
4、旅游项目：我们需要一辆车，去旅行根据上面的需求，很多小伙伴就开始写代码了
Car项目
audi-car奥迪厂家项目
baoma-car宝马厂家项目
旅游项目
如果需要奥迪厂家的车，引入奥迪项目jar包
旅行类，需要传入一个car；go方法执行调用car中的接口
最简单的实现
那如果我们不需要奥迪厂家的，要宝马厂家的怎么办？移除奥迪jar包，引入宝马车厂jar包
改造一下Car实例化代码
整个过程，小伙伴有没有发现一个问题，换一个车厂，就需要改一下实现的代码
Car car = new AudiCar();//奥迪车
Car car = new BaoMaCar();//宝马车是不是有点麻烦，那能不能只要把车厂的jar包引入了，就能够获取到该车厂的车呢？不要再改一些代码了
其实就是我们经常听别人说的插件概念，如果需要什么功能，只要引入依赖包就ok了；不需要任何更改；不需要此功能，直接移除就ok了。
这个时候JAVA的SPI就起到这个作用了，我们来看看怎么实现的？
JAVA的SPI
JAVA的JDK中的SPI，有一个核心类ServiceLoader；这个类的作用就是用来加载实现类的
ServiceLoader会遍历所有jar包resources中META-INF/services/下文件
services下文件的名称方式：接口的全命名
我们来看看代码
奥迪车厂项目中，在resources中META-INF/services/下新建
文件名为接口全命名：com.rainbow.spi.Car，文件里面的内容为：实现类的全命名
宝马车厂
我们在来看看旅游项目的改造
通过ServiceLoader加载接口Car的实现类，那它怎么去找呢？就是去扫描所有jar包，resources中META-INF/services/com.rainbow.spi.Car文件中的值。
我们现在引入宝马jar包，启动执行
如果想换成奥迪的车，那只要重新换一下jar依赖
直接启动执行
这种效果就达到了插件概念，直接引入jar包，就达到了换车的目的；不需要修改代码。
那如果我们同时加入宝马jar包，奥迪jar包呢
执行启动
我们发现两个实现类都执行了。这个原因就是ServiceLoader会加载所有的实现类；如果业务中只需要某一种车，只需要在car中增加个协议接口就行了
奥迪的协议car:audi://
宝马的协议car:baoma://
改造一下旅游项目
在使用车car的时候，通过配置文件配置一下协议，然后拿到的车car就是对应协议的car
源码分析
我们来看一下ServiceLoader是怎么实现的源码，跟踪一下
上面是用当前线程的类加载器去加载
LazyIterator迭代器
通过反射进行实例化，并放进缓存中
整体的流程图如下
数据库驱动
我们经常用到的数据库驱动也是利用这个spi机制，我们来看一下，怎么使用的
我们一般只需要在配置文件中配置属性
spring:
datasource:
url: jdbc:mysql://localhost:3306/xxxxx?autoReconnect=true&useSSL=false&characterEncoding=utf-8&serverTimezone=Asia/Shanghai
username: dev
password: xxxxxx然后依赖驱动jar包，我们同时加入mysql以及oracle驱动
就这么简单，我们就可以使用数据库驱动了。
我们来看一下mysql的jar包，META-INF/services有一个java.sql.Driver的文件
oracle中的jar包META-INF/services有一个java.sql.Driver的文件
那java.sql.Driver接口是在哪个包下面呢？这个是在jdk中的基础jar包
上面我们看了数据库驱动的SPI基本配置，我们可继续看spring框架如何使用spi机制来完成数据库驱动的自动管理的（加载、注销），接下来就按照事情发展的先后的先后顺序把mysql驱动加载的全过程屡一下，我们这里介绍的是springboot 2.x。
用过springboot的小伙伴对springboot的自动装载机制，数据源的配置也是使用的自动装配机制，具体类
DataSourceAutoConfiguration，
注意上面标红部分，这里面引入的Hikari、Tomcat等（除了
DataSourceJmxConfiguration之外）都是一些数据源配置，我们先看下springboot推荐的Hikari数据源配置：
由于在DataSourceAutoConfiguration类中首先引入的就是Hikari的配置，DataSource没有创建，满足ConditionalOnMissingBean以及其他一些条件，就会使用该配置类创建数据源，好了接下来看下createDataSource到底是怎么创建数据源的，这个过程又是怎么跟SPI关联起来的，
abstract class DataSourceConfiguration {
@SuppressWarnings("unchecked")
protected static <T> T createDataSource(DataSourceProperties properties, Class<? extends DataSource> type) {
//使用DataSourceProperties数据源配置创建DataSourceBuilder对象（设计模式中的建造者模式）
return (T) properties.initializeDataSourceBuilder().type(type).build();
}
//下面看下DataSourceBuilder的build方法
public T build() {
//在该例子中，type返回的是com.zaxxer.hikari.HikariDataSource类
Class<? extends DataSource> type = getType();
//实例化HikariDataSource类
DataSource result = BeanUtils.instantiateClass(type);
maybeGetDriverClassName();
//bind方法中会调用属性的设置，反射机制，在设置driverClassName属性时
bind(result);
return (T) result;
}bind(result)方法就是实例化Driver接口，会调用到DriverManager类方法；
java.sql.DriverManager类中有ensureDriversInitialized
那么我们引入了oracle驱动和mysql驱动，到底使用的是哪一个呢？
关键点就在于
DriverManager.getConnection的步骤，DriverManager.getConnection中会遍历所有已经加载的驱动实例去创建连接，当一个驱动创建连接成功时就会返回这个连接，同时不再调用其他的驱动实例。DriverManager关键代码如下：
上面的driver.connect方法是获得一个连接，这个是具体的实现类去实现的，也就是是mysql和oracle驱动包实现的。我们看一下mysql驱动包
上图的方法就是看一下url协议是否和mysql配对，不配对就直接返回null；也就是我们通常在url中配置的jdbc:mysql://协议约定，看源码
到此数据库连接完成
总结
今天老顾介绍了java的SPI机制，还是比较简单的，这个SPI机制是很好用的，很多框架组件都利用这个功能去实现插件功能，非常好用哦。谢谢！！！