文章要点:

　　1、什么是SPi

　　2、Dubbo为什么要实现自己的SPi

　　3、Dubbo的IOC和AOP

　　4、Dubbo的Adaptive机制

　　5、Dubbo动态编译机制

　　6、Dubbo与Spring的融合

　　一、什么是SPI

　　SPI 全称为 (Service Provider Interface) ，是JDK内置的一种服务提供发现机制。SPI是一种动态替换发现的机制。我们经常遇到的就是java.sql.Driver接口，不同的数据库不同的Driver实现。

　　如何应用？

　　当服务的提供者提供了一种接口的实现之后，需要在classpath下的META-INF/services/目录里创建一个以服务接口命名的文件，这个文件里的内容就是这个接口的具体的实现类。当程序需要这个服务的时候，调                                    java.util.ServiceLoader加载spi配置文件即可获取spi文件里所有的实现类。

　　举例说明

　　mysql

　　在mysql-connector-java-5.1.45.jar中，META-INF/services目录下会有一个名字为java.sql.Driver的文件：

　　

com.mysql.jdbc.Drivercom.mysql.fabric.jdbc.FabricMySQLDriver

　　驱动加载

　　DriverManager

static {    loadInitialDrivers();    println("JDBC DriverManager initialized");}//loadInitialDriversAccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction
      
       () {    public Void run() {        ServiceLoader
       
         loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);        Iterator
        
          driversIterator = loadedDrivers.iterator();
        
       
      

　　二、dubbo为什么实现自己的spi

　　1、JDK会加载所有的SPI,资源浪费

　　2、JDK的SPI不支持缓存

　　3、JDK的SPI通过for循环进行加载,,DUbbo支持通过Key进行获取SPI对象

　　三、Dubbo的Adapative机制

　　Adapative如字面意思，适配的类。Dubbo的SPI入口

　　Adaptive如字面意思，适配的类。dubbo的spi入口ExtensionLoader.getExtensionLoader，当我们传入type，ExtensionLoader扫描对应的spi文件，如果类加@Adaptive注解则直接返回，反之自动生成对应适配类。

　　调用ExtensionLoader的地方有多个，下面列两个，有兴趣的可以自己跟踪下代码

　　

//com.alibaba.dubbo.container.Main 启动入口private static final ExtensionLoader
      
        loader = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Container.class);
      

//com.alibaba.dubbo.config.ServiceConfigprivate static final Protocol protocol = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class).getAdaptiveExtension();

调用链路

　　|--ExtensionLoader.getAdaptiveExtension

　　|----ExtensionLoader.createAdaptiveExtension

　　|------ExtensionLoader.injectExtension

　　|--------ExtensionLoader.getAdaptiveExtensionClass

　　|----------ExtensionLoader.getExtensionClasses

　　|------------ExtensionLoader.loadExtensionClasses

　　|--------------ExtensionLoader.loadFile

　　|----------ExtensionLoader.createAdaptiveExtensionClass

　　getAdaptiveExtensionClass，获取Adaptive适配类，返回 cachedAdaptiveClass，这个在 spi加载的时候会提取出来并缓存到cachedAdaptiveClass，如果没有Adaptive类则自动生成

　　先看下getExtensionClasses调用的loadExtensionClasses的实现逻辑

　　

private Map
      
       > loadExtensionClasses() {    final SPI defaultAnnotation = type.getAnnotation(SPI.class);    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[0];        }    }        //将所有的spi缓存到extensionClasses    Map
       
        > extensionClasses = new HashMap
        
         >();    loadFile(extensionClasses, DUBBO_INTERNAL_DIRECTORY);    loadFile(extensionClasses, DUBBO_DIRECTORY);    loadFile(extensionClasses, SERVICES_DIRECTORY);    return extensionClasses;}
        
       
      

loadFile

加载对应路径下的spi文件里的class并存储到缓存变量里

加载的路径

DUBBO_INTERNAL_DIRECTORY = META-INF/dubbo/internal/DUBBO_DIRECTORY = META-INF/dubbo/SERVICES_DIRECTORY = META-INF/services/

文件名

目录 + type.getName();

三个缓存变量

　　

cachedAdaptiveClass 如果这个class含有adaptive注解就赋值，例如ExtensionFactory，而例如Protocol在这个环节是没有的。

cachedWrapperClasses只有当该class无adative注解，并且构造函数包含目标接口（type）类型，例如protocol里面的spi就只有ProtocolFilterWrapper和ProtocolListenerWrapper能命中

cachedActivates剩下的类，类有Activate注解

cachedNames剩下的类就存储在这里

代码视图

　　

private void loadFile(Map
      
       > extensionClasses, String dir) {    //省略若干代码    Class
        clazz = Class.forName(line, true, classLoader);        //查看类或方法是否包含Adaptive注解，如：AdaptiveExtensionFactory    if (clazz.isAnnotationPresent(Adaptive.class)) {        if (cachedAdaptiveClass == null) {            cachedAdaptiveClass = clazz;        } else if (!cachedAdaptiveClass.equals(clazz)) {            throw new IllegalStateException("More than 1 adaptive class found: "                    + cachedAdaptiveClass.getClass().getName()                    + ", " + clazz.getClass().getName());        }    } else {        try {            //判断该类是否有type参数的构造方法,如ProtocolFilterWrapper，ProtocolListenerWrapper            clazz.getConstructor(type);            Set
       
        > wrappers = cachedWrapperClasses;            if (wrappers == null) {                cachedWrapperClasses = new ConcurrentHashSet
        
         >();                wrappers = cachedWrapperClasses;            }            //添加到 cachedWrapperClasses            wrappers.add(clazz);        } catch (NoSuchMethodException e) {            clazz.getConstructor();            if (name == null || name.length() == 0) {                //spi没有key的情况下， 读取注解名                name = findAnnotationName(clazz);                if (name == null || name.length() == 0) {                    if (clazz.getSimpleName().length() > type.getSimpleName().length()                            && clazz.getSimpleName().endsWith(type.getSimpleName())) {                        //读取 simpleName的一部分作为name  如 com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.http.HttpProtocol                        name = clazz.getSimpleName().substring(0, clazz.getSimpleName().length() - type.getSimpleName().length()).toLowerCase();                    } else {                        throw new IllegalStateException("No such extension name for the class " + clazz.getName() + " in the config " + url);                    }                }            }            String[] names = NAME_SEPARATOR.split(name);            if (names != null && names.length > 0) {                //判断是否类上有Activate 注解                  Activate activate = clazz.getAnnotation(Activate.class);                if (activate != null) {                    cachedActivates.put(names[0], activate);                }                for (String n : names) {                    if (!cachedNames.containsKey(clazz)) {                        //上面的逻辑如果都没有符合的，加入到 cachedNames                        cachedNames.put(clazz, n);                    }                    Class
          c = extensionClasses.get(n);                    if (c == null) {                        extensionClasses.put(n, clazz);                    } else if (c != clazz) {                        throw new IllegalStateException("Duplicate extension " + type.getName() + " name " + n + " on " + c.getName() + " and " + clazz.getName());                    }                }            }        }    }    //省略若干代码}
        
       
      

经过spi文件的加载，对应的class都已经缓存，最后调用ExtensionLoader.getAdaptiveExtension返回，getAdaptiveExtension方法会判断

cachedAdaptiveInstance 是否为空如果不为空则返回反之则生成对应的 Adaptive类，生成逻辑见下方第五小节。

四、

dubbo 的IOC和AOP

　　

private T createExtension(String name) {    //从缓存里获取class    Class
        clazz = getExtensionClasses().get(name);    if (clazz == null) {        throw findException(name);    }    try {        //从缓存获取class实例        T instance = (T) EXTENSION_INSTANCES.get(clazz);        if (instance == null) {            EXTENSION_INSTANCES.putIfAbsent(clazz, (T) clazz.newInstance());            instance = (T) EXTENSION_INSTANCES.get(clazz);        }        //模仿spring做的IOC注入        injectExtension(instance);        Set
       
        > wrapperClasses = cachedWrapperClasses;        if (wrapperClasses != null && wrapperClasses.size() > 0) {            for (Class
         wrapperClass : wrapperClasses) {                //对instance进行包装，这里使用到aop                instance = injectExtension((T) wrapperClass.getConstructor(type).newInstance(instance));            }        }        return instance;    } catch (Throwable t) {        throw new IllegalStateException("Extension instance(name: " + name + ", class: " +                type + ")  could not be instantiated: " + t.getMessage(), t);    }}
       

createExtension

从cachedClasses 获得class名

EXTENSION_INSTANCES 实例对象缓存

getExtension(String name)返回的是 get出来的对象wrapper对象，例如protocol就是ProtocolFilterWrapper和ProtocolListenerWrapper其中一个。

injectExtension(T instance)//dubbo的IOC反转控制，就是从spi或spring 容器里面获取对象并赋值

IOC

　　dubbo的IOC反转控制，就是从spi和spring里面提取对象赋值。

　　|--injectExtension(T instance)

　　|----objectFactory.getExtension(pt, property)

　　|------SpiExtensionFactory.getExtension(type, name)

　　|--------ExtensionLoader.getExtensionLoader(type)

　　|--------loader.getAdaptiveExtension()

　　|------SpringExtensionFactory.getExtension(type, name)

　　|--------context.getBean(name)

　　

private T injectExtension(T instance) {    try {        if (objectFactory != null) {            for (Method method : instance.getClass().getMethods()) {                //获取set开头的方法                if (method.getName().startsWith("set")                        && method.getParameterTypes().length == 1                        && Modifier.isPublic(method.getModifiers())) {                    Class
          pt = method.getParameterTypes()[0];                    try {                        String property = method.getName().length() > 3 ? method.getName().substring(3, 4).toLowerCase() + method.getName().substring(4) : "";                        //获取对应的对象，这里有SpringExtensionFactory 和 SpiExtensionFactory两种实现                        //如果SpiExtensionFactory不支持的则通过SpringExtensionFactory 从spring容器中获取实例对象                        Object object = objectFactory.getExtension(pt, property);                        if (object != null) {                            //set注入                            method.invoke(instance, object);                        }    //省略部分代码    return instance;}

AOP

　　AOP的简单设计, createExtension的aop代码实现

　　

//这里获取当前spi下所有 包装类型，这里其实就是一个装饰者模式的运用，可以参考ProtocolFilterWrapperSet
         
          > wrapperClasses = cachedWrapperClasses;if (wrapperClasses != null && wrapperClasses.size() > 0) {    for (Class
           wrapperClass : wrapperClasses) {        //将instance装饰完成后返回        instance = injectExtension((T) wrapperClass.getConstructor(type).newInstance(instance));    }}。
         

五、dubbo的动态编译

　　以 Protocol的spi 举例子

　　

com.alibaba.dubbo.config.ServiceConfigprivate static final Protocol protocol = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class).getAdaptiveExtension();

|--ExtensionLoader.getAdaptiveExtensionClass|----ExtensionLoader.createAdaptiveExtensionClass|------ExtensionLoader.createAdaptiveExtensionClassCode

private Class
          getAdaptiveExtensionClass() {    getExtensionClasses();    //如果缓存里有 Adaptive类则直接返回    if (cachedAdaptiveClass != null) {        return cachedAdaptiveClass;    }    //如果没有Adaptive类，就自动生成    return cachedAdaptiveClass = createAdaptiveExtensionClass();}private Class
          createAdaptiveExtensionClass() {    //生成类 代码文本    String code = createAdaptiveExtensionClassCode();    ClassLoader classLoader = findClassLoader();    //获取Compiler的spi 类    com.alibaba.dubbo.common.compiler.Compiler compiler = ExtensionLoader.getExtensionLoader(com.alibaba.dubbo.common.compiler.Compiler.class).getAdaptiveExtension();    //编译代码  default=javassist    return compiler.compile(code, classLoader);}

createAdaptiveExtensionClassCode

主要生成 Protocol 的 Adaptive类java代码，Protocol的默认协议是 dubbo

@SPI("dubbo")public interface Protocol {

只对Protocol带有 @Adaptive 注解的方法写入实现体，其它方法的实现则抛出异常，生成的代码样例如下

package com.alibaba.dubbo.rpc;import com.alibaba.dubbo.common.extension.ExtensionLoader;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 {        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();        //提取url里的协议，如果为空则使用默认协议 dubbo 。 该行注释不是生成出来的。               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([protocol])");        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 {        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([protocol])");        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);    }

最后调用 JavassistCompiler.compile 方法进行编译，需要将java源码编译成二进制class并利用classloader加载至内存，这样我们的程序才能调用这个类。

六、dubbo与spring的融合

　　容器的启动

　　com.alibaba.dubbo.container.Main

　　dubbo启动入口， Container的默认策略是spring

　　

spring=com.alibaba.dubbo.container.spring.SpringContainer

main方法的实现体会调用 SpringContainer.start方法，方法的实现体就是常规的spring容器使用姿势

public void start() {    String configPath = ConfigUtils.getProperty(SPRING_CONFIG);    if (configPath == null || configPath.length() == 0) {        configPath = DEFAULT_SPRING_CONFIG;    }    context = new ClassPathXmlApplicationContext(configPath.split("[,\\s]+"));    context.start();}

dubbo schema<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

             
              
              
              
              
              
              
              
          
         这是一个常见的dubbo服务 xml，这些dubbo标签是对spring的拓展。 spring的拓展约定，需要有三个文件

dubbo.xsd 定义 dubbo xml标签及xml节点约定spring.schemas 定义 namespace和xsd的对应关系spring.handlers 指定 namespace的xml解析类

spring.handlers的文件内容

http://code.alibabatech.com/schema/dubbo=com.alibaba.dubbo.config.spring.schema.DubboNamespaceHandler

public class DubboNamespaceHandler extends NamespaceHandlerSupport { static { Version.checkDuplicate(DubboNamespaceHandler.class); } public void init() { registerBeanDefinitionParser("application", new DubboBeanDefinitionParser(ApplicationConfig.class, true)); registerBeanDefinitionParser("module", new DubboBeanDefinitionParser(ModuleConfig.class, true)); registerBeanDefinitionParser("registry", new DubboBeanDefinitionParser(RegistryConfig.class, true)); registerBeanDefinitionParser("monitor", new DubboBeanDefinitionParser(MonitorConfig.class, true)); registerBeanDefinitionParser("provider", new DubboBeanDefinitionParser(ProviderConfig.class, true)); registerBeanDefinitionParser("consumer", new DubboBeanDefinitionParser(ConsumerConfig.class, true)); registerBeanDefinitionParser("protocol", new DubboBeanDefinitionParser(ProtocolConfig.class, true)); registerBeanDefinitionParser("service", new DubboBeanDefinitionParser(ServiceBean.class, true)); registerBeanDefinitionParser("reference", new DubboBeanDefinitionParser(ReferenceBean.class, false)); registerBeanDefinitionParser("annotation", new DubboBeanDefinitionParser(AnnotationBean.class, true)); } }

这里的各个标签对应都有对应的 parser，在parse方法里，走的spring的一套，将xml信息组装成BeanDefinition返回，接着由spring容器把对应的类进行实例化。