摹熹 发表于 2025-6-2 22:01:51

JDK的SPI有什么缺陷?dubbo做了什么改进?

JDK的SPI机制的缺点

⽂件中的所有类都会被加载且被实例化。这样也就导致获取某个实现类的方式不够灵活,只能通过 Iterator 形式获取,不能根据某个参数来获取对应的实现类。如果不想用某些实现类,或者某些类实例化很耗时,它也被载入并实例化了,没有办法指定某⼀个类来加载和实例化,这就造成了浪费。
此时dubbo的SPI可以解决
dubbo的SPI机制

dubbo⾃⼰实现了⼀套SPI机制来解决Java的SPI机制存在的问题。
dubbo中则采用了类似kv对的样式,在具体使用的时候则通过相关想法即可获取,而且获取的文件路径也不一致
ExtensionLoader 类文件
private static final String SERVICES_DIRECTORY = "META-INF/services/";

private static final String DUBBO_DIRECTORY = "META-INF/dubbo/";
   
private static final String DUBBO_INTERNAL_DIRECTORY = DUBBO_DIRECTORY + "internal/";如上述代码片段可知,dubbo是支持从META-INF/dubbo/,META-INF/dubbo/internal/以及META-INF/services/三个文件夹的路径去获取spi配置

例如com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol 文件内容
registry=com.alibaba.dubbo.registry.integration.RegistryProtocol
filter=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.ProtocolFilterWrapper
listener=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.ProtocolListenerWrapper
mock=com.alibaba.dubbo.rpc.support.MockProtocol
injvm=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.injvm.InjvmProtocol
dubbo=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.dubbo.DubboProtocol
rmi=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.rmi.RmiProtocol
hessian=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.hessian.HessianProtocol
com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.http.HttpProtocol
com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.webservice.WebServiceProtocol
thrift=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.thrift.ThriftProtocol
memcached=memcom.alibaba.dubbo.rpc.protocol.memcached.MemcachedProtocol
redis=com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.redis.RedisProtocol不过观察上述文件会发现,HttpProtocol是没有对应的k值,那就是说无法通过kv对获取到其协议实现类。后面通过源码可以发现,如果没有对应的name的时候,dubbo会通过findAnnotationName方法获取一个可用的name
Dubbo SPI 使用 & 源码学习

通过获取协议的代码来分析下具体的操作过程
Protocol 获取

Protocol protocol = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class).getAdaptiveExtension();
public static <T> ExtensionLoader<T> getExtensionLoader(Class<T> type) {
    // 静态方法,意味着可以直接通过类调用
    if (type == null)
      throw new IllegalArgumentException("Extension type == null");
    if(!type.isInterface()) {
      throw new IllegalArgumentException("Extension type(" + type + ") is not interface!");
    }
    if(!withExtensionAnnotation(type)) {
      throw new IllegalArgumentException("Extension type(" + type +
                ") is not extension, because WITHOUT @" + SPI.class.getSimpleName() + " Annotation!");
    }
   
    ExtensionLoader<T> loader = (ExtensionLoader<T>) EXTENSION_LOADERS.get(type);
    // 从map中获取该类型的ExtensionLoader数据
    if (loader == null) {
      EXTENSION_LOADERS.putIfAbsent(type, new ExtensionLoader<T>(type));
      // 如果没有则,创建一个新的ExtensionLoader对象,并且以该类型存储
      loader = (ExtensionLoader<T>) EXTENSION_LOADERS.get(type);
      // 再从map中获取
      // 这里这样做的原因就是为了防止并发的问题,而且map本是也是个ConcurrentHashMap
    }
    return loader;
}private ExtensionLoader(Class<?> type) {
    this.type = type;
    objectFactory = (type == ExtensionFactory.class ? null : ExtensionLoader.getExtensionLoader(ExtensionFactory.class).getAdaptiveExtension());
}
// 传入的type是Protocol.class,所以需要获取ExtensionFactory.class最合适的实现类public T getAdaptiveExtension() {
    Object instance = cachedAdaptiveInstance.get();
    if (instance == null) {
      if(createAdaptiveInstanceError == null) {
            synchronized (cachedAdaptiveInstance) {
                instance = cachedAdaptiveInstance.get();
                if (instance == null) {
                  try {
                        instance = createAdaptiveExtension();
                        // 创建对象,也是需要关注的函数
                        cachedAdaptiveInstance.set(instance);
                  } catch (Throwable t) {
                        createAdaptiveInstanceError = t;
                        throw new IllegalStateException("fail to create adaptive instance: " + t.toString(), t);
                  }
                }
            }
      }
      else {
            throw new IllegalStateException("fail to create adaptive instance: " + createAdaptiveInstanceError.toString(), createAdaptiveInstanceError);
      }
    }

    return (T) instance;
}private T createAdaptiveExtension() {
    try {
      return injectExtension((T) getAdaptiveExtensionClass().newInstance());
      // (T) getAdaptiveExtensionClass().newInstance() 创建一个具体的实例对象
      // getAdaptiveExtensionClass() 生成相关的class
      // injectExtension 往该对象中注入数据
    } catch (Exception e) {
      throw new IllegalStateException("Can not create adaptive extenstion " + type + ", cause: " + e.getMessage(), e);
    }
}private Class<?> getAdaptiveExtensionClass() {
    getExtensionClasses();
    // 通过加载SPI配置,获取到需要的所有的实现类存储到map中
    // 通过可能会去修改cachedAdaptiveClass数据,具体原因在spi配置文件解析中分析
    if (cachedAdaptiveClass != null) {
      return cachedAdaptiveClass;
    }
    return cachedAdaptiveClass = createAdaptiveExtensionClass();
}private Class<?> createAdaptiveExtensionClass() {
    String code = createAdaptiveExtensionClassCode();
    // 动态生成需要的代码内容字符串
    ClassLoader classLoader = findClassLoader();
    com.alibaba.dubbo.common.compiler.Compiler compiler = ExtensionLoader.getExtensionLoader(com.alibaba.dubbo.common.compiler.Compiler.class).getAdaptiveExtension();
    return compiler.compile(code, classLoader);
    // 编译,生成相应的类
}如下代码Protocol$Adpative 整个的类就是通过createAdaptiveExtensionClassCode()方法生成的一个大字符串
public class Protocol$Adpative implements com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol {
    public void destroy() {throw new UnsupportedOperationException("method public abstract void com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.destroy() of interface com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol is not adaptive method!");
    }
    public int getDefaultPort() {throw new UnsupportedOperationException("method public abstract int com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.getDefaultPort() of interface com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol is not adaptive method!");
    }
    public com.alibaba.dubbo.rpc.Exporter export(com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker arg0) throws com.alibaba.dubbo.rpc.RpcException {
      // 暴露远程服务,传入的参数是invoke对象
      if (arg0 == null) throw new IllegalArgumentException("com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker argument == null");

      if (arg0.getUrl() == null) throw new IllegalArgumentException("com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker argument getUrl() == null");

      com.alibaba.dubbo.common.URL url = arg0.getUrl();

      String extName = ( url.getProtocol() == null ? "dubbo" : url.getProtocol() );
      // 如果没有具体协议,则使用dubbo协议

      if(extName == null) throw new IllegalStateException("Fail to get extension(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol) name from url(" + url.toString() + ") use keys()");

      com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol extension = (com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol)ExtensionLoader.getExtensionLoader(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.class).getExtension(extName);

      return extension.export(arg0);
    }
    public com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker refer(java.lang.Class arg0, com.alibaba.dubbo.common.URL arg1) throws com.alibaba.dubbo.rpc.RpcException {
      // 引用远程对象,生成相对应的远程invoke对象
      if (arg1 == null) throw new IllegalArgumentException("url == null");

      com.alibaba.dubbo.common.URL url = arg1;

      String extName = ( url.getProtocol() == null ? "dubbo" : url.getProtocol() );

      if(extName == null) throw new IllegalStateException("Fail to get extension(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol) name from url(" + url.toString() + ") use keys()");

      com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol extension = (com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol)ExtensionLoader.getExtensionLoader(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.class).getExtension(extName);

      return extension.refer(arg0, arg1);
    }
}到现在可以认为是最上面的获取protocol的方法Protocol protocol = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class).getAdaptiveExtension() 返回了一个代码拼接而成然后编译操作的实现类Protocol$Adpative
可是得到具体的实现呢?在com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol extension = (com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol)ExtensionLoader.getExtensionLoader(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.class).getExtension(extName)这个代码中,当然这个是有在具体的暴露服务或者引用远程服务才被调用执行的。
public T getExtension(String name) {
    if (name == null || name.length() == 0)
      throw new IllegalArgumentException("Extension name == null");
    if ("true".equals(name)) {
      return getDefaultExtension();
    }
    Holder<Object> holder = cachedInstances.get(name);
    if (holder == null) {
      cachedInstances.putIfAbsent(name, new Holder<Object>());
      holder = cachedInstances.get(name);
    }
    // 无论是否真有数据,在cachedInstances存储的是一个具体的Holder对象
    Object instance = holder.get();
    if (instance == null) {
      synchronized (holder) {
            instance = holder.get();
            if (instance == null) {
                instance = createExtension(name);
                // 创建对象
                holder.set(instance);
            }
      }
    }
    return (T) instance;
}private T createExtension(String name) {    Class clazz = getExtensionClasses().get(name);    // 获取具体的实现类的类    if (clazz == null) {      throw findException(name);    }    try {      T instance = (T) EXTENSION_INSTANCES.get(clazz);      if (instance == null) {            EXTENSION_INSTANCES.putIfAbsent(clazz, (T) clazz.newInstance());            // clazz.newInstance 才是真正创建对象的操作            instance = (T) EXTENSION_INSTANCES.get(clazz);      }      injectExtension(instance);      // 往实例中反射注入参数      Set> loadExtensionClasses() {    final SPI defaultAnnotation = type.getAnnotation(SPI.class);    // 查看该类是否存在SPI注解信息    if(defaultAnnotation != null) {      String value = defaultAnnotation.value();      if(value != null && (value = value.trim()).length() > 0) {            String[] names = NAME_SEPARATOR.split(value);            if(names.length > 1) {                throw new IllegalStateException("more than 1 default extension name on extension " + type.getName()                        + ": " + Arrays.toString(names));            }            if(names.length == 1) cachedDefaultName = names;            // 设置默认的名称,如果注解的值经过切割,发现超过1个的数据,则同样会认为错误      }    }      Map>();    loadFile(extensionClasses, DUBBO_INTERNAL_DIRECTORY);    // 加载文件    loadFile(extensionClasses, DUBBO_DIRECTORY);    loadFile(extensionClasses, SERVICES_DIRECTORY);    return extensionClasses;}    private void loadFile(Map
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