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Java基础概览和常用知识（二十一）

article 2024/11/8 10:27:18

注解

何谓注解?

Annotation （注解）是 Java5 开始引入的新特性，可以看作是一种特殊的注释，主要用于修饰类、方法或者变量，提供某些信息供程序在编译或者运行时使用。

注解本质是一个继承了Annotation 的特殊接口：

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Override {

}

public interface Override extends Annotation {

}

JDK 提供了很多内置的注解（比如 @Override、@Deprecated），同时，我们还可以自定义注解。

SPI

何谓 SPI?

SPI 即 Service Provider Interface ，字面意思就是：“服务提供者的接口”，我的理解是：专门提供给服务提供者或者扩展框架功能的开发者去使用的一个接口。

SPI 将服务接口和具体的服务实现分离开来，将服务调用方和服务实现者解耦，能够提升程序的扩展性、可维护性。修改或者替换服务实现并不需要修改调用方。

很多框架都使用了 Java 的 SPI 机制，比如：Spring 框架、数据库加载驱动、日志接口、以及 Dubbo 的扩展实现等等。

SPI和 API有什么区别?

那 SPI 和 API 有啥区别？

SPI（Service Provider Interface）和API（Application Programming Interface）都是编程中的概念，但它们之间存在一些重要的区别。

API是应用程序编程接口，它是提供一组预定义的方法和协议，允许开发人员访问操作系统、库或服务的功能。API可以由不同的组织或个人编写和维护，通常包含文档以帮助开发者了解其用途和使用方式。API可以在各种环境中找到，例如Web服务、数据库系统、操作系统等。

而SPI是一种特殊的API类型，它允许外部组件向核心框架注册自己的服务实现。换句话说，SPI允许第三方扩展框架的核心功能，而不必直接修改源代码。这种设计使得框架更加灵活和可扩展，因为它可以根据需要加载和卸载服务提供商。

因此，主要的区别在于API是一组预定义的方法和协议，而SPI则是一种特定类型的API，它允许第三方扩展框架的核心功能。

举个通俗易懂的例子：公司 H 是一家科技公司，新设计了一款芯片，然后现在需要量产了，而市面上有好几家芯片制造业公司，这个时候，只要 H 公司指定好了这芯片生产的标准（定义好了接口标准），那么这些合作的芯片公司（服务提供者）就按照标准交付自家特色的芯片（提供不同方案的实现，但是给出来的结果是一样的）。

SPI的优缺点?

优点

扩展性强：
- 动态加载：SPI允许在运行时动态加载和替换服务提供者，使得系统更加灵活和可扩展。
- 插件化：可以通过SPI实现插件化架构，方便添加新的功能模块而无需修改核心代码。
解耦：
- 服务提供者和服务使用者分离：服务提供者和使用者之间解耦，服务提供者可以在不修改核心代码的情况下进行替换或扩展。
- 模块化：不同模块可以独立开发和测试，减少相互依赖，提高开发效率。
配置灵活：
- 配置文件：通过配置文件（如 META-INF/services/ 下的文件）来指定服务提供者，使得配置更加灵活和方便。
标准支持：
- Java标准：SPI是Java标准的一部分，广泛支持和使用，有许多成熟的框架和库已经实现了SPI机制。

缺点

发现机制有限：
- 依赖文件：SPI依赖于特定的配置文件（如 META-INF/services/），如果这些文件丢失或格式错误，可能会导致服务提供者无法正确加载。
- 类路径扫描：SPI通常需要扫描类路径来发现服务提供者，这可能会影响启动时间和性能。
调试困难：
- 动态加载：由于服务提供者是在运行时动态加载的，调试时可能难以追踪问题的来源。
- 错误处理：如果服务提供者加载失败，错误信息可能不够明确，增加调试难度。
兼容性问题：
- 版本兼容：不同版本的服务提供者可能不兼容，需要 careful 管理依赖关系。
- 环境依赖：某些环境可能不完全支持SPI标准，需要额外的适配和配置。
安全性问题：
- 安全风险：由于SPI允许动态加载类，可能存在安全风险，特别是当类路径中包含不受信任的代码时。

示例

假设我们有一个日志框架，支持多种日志实现（如Log4j、SLF4J等）。我们可以使用SPI来实现这一点：

定义服务接口：

public interface Logger {
    void log(String message);
}

实现服务提供者：

public class Log4jLogger implements Logger {
    @Override
    public void log(String message) {
        System.out.println("Log4j: " + message);
    }
}

配置文件：

在 META-INF/services/ 目录下创建一个文件 com.example.Logger，内容为：

com.example.Log4jLogger

使用服务提供者：

public class LoggerFactory {
    public static Logger getLogger() {
        Iterator<Logger> providers = ServiceLoader.load(Logger.class).iterator();
        if (providers.hasNext()) {
            return providers.next();
        }
        throw new IllegalStateException("No logger provider found");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Logger logger = LoggerFactory.getLogger();
        logger.log("Hello, World!");
    }
}

通过这种方式，我们可以轻松地更换日志实现，而无需修改核心代码。