spring boot 中的spring factories 机制

Spring Boot 中有一种非常解耦的扩展机制:Spring Factories.这种机制实际上是仿照java中的SPI扩展机制实现的。

什么是SPI 机制

SPI 的全名为 Service Provider Interface.大多数开发人员可能不熟悉,因为这个是是针对厂商或者插件的。在java.util.ServiceLoader 的文档里有比较详细的介绍。

简单总结下Java SPI机制的思想。我们系统里抽象的各个模块,往往有很多不同的实现方案,比如 日志模块的方案,xml解析模块、jdbc模块的方案等。面向的对象设计里,我们一般推荐模块之间基于接口编程,模块之间不对实现类进行硬编码。一旦代码里涉及了具体的实现类,就违反了可插拔的原则,如果需要替换一种实现,就需要修改代码。为了实现在模块装配的时候能不在程序里动态指明,这就需要一种服务发现机制。

Java SPI 就是提供这样的一种机制:为某个接口寻找服务的实现的机制,有点类似IOC的思想,就是将装配的控制权移到程序之外,在模块化设计中这个机制很重要。

Spring Boot 中的SPI 机制

在Spring boot 中也有一种类似的加载机制,它在META-INFO/spring.factories文件中配置接口的实现类名称,然后在程序中读取这些配置文件并实例化。

这种自定义的SPI 机制就是Spring Boot Starter 实现的基础。

Spring Factories实现原理

spring -core 包里定义了SpringFactoriesLoader 类,这个类实现了检索META-INF/spring.factories文件,并获取指定接口的配置的功能。 在这个类中定义了两个对外的方法:

  • loadFactories 根据接口类获取其实现类的实例,这个方法返回的是对象列表
  • loadFactoryNames 根据接口获取其接口类的名称,这个方法返回的是类名的列表。

上面两个方法的关键都是从指定的ClassLoader中获取spring.factories文件,并解析得到类名列表,具体代码如下:

    private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
        MultiValueMap<String, String> result = cache.get(classLoader);
        if (result != null) {
            return result;
        }

        try {
            Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ?
                    classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :
                    ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));
            result = new LinkedMultiValueMap<>();
            while (urls.hasMoreElements()) {
                URL url = urls.nextElement();
                UrlResource resource = new UrlResource(url);
                Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
                for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) {
                    String factoryClassName = ((String) entry.getKey()).trim();
                    for (String factoryName : StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue())) {
                        result.add(factoryClassName, factoryName.trim());
                    }
                }
            }
            cache.put(classLoader, result);
            return result;
        }
        catch (IOException ex) {
            throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +
                    FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
        }
    }

从代码中可以看到,在这个方法中会遍历整个ClassLoader 中所有Jar包下的spring.factories文件,也就是我们可以在自己jar中配置spring.factories文件,不会影响到其他地方的配置,也不回被别人的配置覆盖。

spring.factories的是通过Properties解析得到的,所以我们在写文件中的内容都是按照下面这种方式配置的。

com.xxx.interface=com.xxx.classname

如果一个接口希望配置多个实现类,可以用","分割。

spring-boot包中的spring.factories文件

在Spring Boot 的很多包中都能够找到spring.factories,下面就是spring-boot 包中的spring.factories文件。

# PropertySource Loaders
org.springframework.boot.env.PropertySourceLoader=\
org.springframework.boot.env.PropertiesPropertySourceLoader,\
org.springframework.boot.env.YamlPropertySourceLoader

# Run Listeners
org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener=\
org.springframework.boot.context.event.EventPublishingRunListener

# Error Reporters
org.springframework.boot.SpringBootExceptionReporter=\
org.springframework.boot.diagnostics.FailureAnalyzers

# Application Context Initializers
org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\
org.springframework.boot.context.ConfigurationWarningsApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.context.ContextIdApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.context.config.DelegatingApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.web.context.ServerPortInfoApplicationContextInitializer

# Application Listeners
org.springframework.context.ApplicationListener=\
org.springframework.boot.ClearCachesApplicationListener,\
org.springframework.boot.builder.ParentContextCloserApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.FileEncodingApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.config.AnsiOutputApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.config.ConfigFileApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.config.DelegatingApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.logging.ClasspathLoggingApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.logging.LoggingApplicationListener,\
org.springframework.boot.liquibase.LiquibaseServiceLocatorApplicationListener

# Environment Post Processors
org.springframework.boot.env.EnvironmentPostProcessor=\
org.springframework.boot.cloud.CloudFoundryVcapEnvironmentPostProcessor,\
org.springframework.boot.env.SpringApplicationJsonEnvironmentPostProcessor,\
org.springframework.boot.env.SystemEnvironmentPropertySourceEnvironmentPostProcessor

# Failure Analyzers
org.springframework.boot.diagnostics.FailureAnalyzer=\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.BeanCurrentlyInCreationFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.BeanNotOfRequiredTypeFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.BindFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.BindValidationFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.UnboundConfigurationPropertyFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.ConnectorStartFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.NoUniqueBeanDefinitionFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.PortInUseFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.ValidationExceptionFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.InvalidConfigurationPropertyNameFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.InvalidConfigurationPropertyValueFailureAnalyzer

# FailureAnalysisReporters
org.springframework.boot.diagnostics.FailureAnalysisReporter=\
org.springframework.boot.diagnostics.LoggingFailureAnalysisReporter

在日常工作中,我们可能需要实现一些SDK 或者Sring boot starter 给别人用的时候,我们就可以使用Factories机制,Factories机制可以让SDK或者Stater的使用只需要很少或者不需要进行配置,只需要在服务中引入我们的Jar包就即可。

spring boot 中的spring factories 机制

Spring Boot 中有一种非常解耦的扩展机制:Spring Factories.这种机制实际上是仿照java中的SPI扩展机制实现的。

什么是SPI 机制

SPI 的全名为 Service Provider Interface.大多数开发人员可能不熟悉,因为这个是是针对厂商或者插件的。在java.util.ServiceLoader 的文档里有比较详细的介绍。

简单总结下Java SPI机制的思想。我们系统里抽象的各个模块,往往有很多不同的实现方案,比如 日志模块的方案,xml解析模块、jdbc模块的方案等。面向的对象设计里,我们一般推荐模块之间基于接口编程,模块之间不对实现类进行硬编码。一旦代码里涉及了具体的实现类,就违反了可插拔的原则,如果需要替换一种实现,就需要修改代码。为了实现在模块装配的时候能不在程序里动态指明,这就需要一种服务发现机制。

Java SPI 就是提供这样的一种机制:为某个接口寻找服务的实现的机制,有点类似IOC的思想,就是将装配的控制权移到程序之外,在模块化设计中这个机制很重要。

Spring Boot 中的SPI 机制

在Spring boot 中也有一种类似的加载机制,它在META-INFO/spring.factories文件中配置接口的实现类名称,然后在程序中读取这些配置文件并实例化。

这种自定义的SPI 机制就是Spring Boot Starter 实现的基础。

Spring Factories实现原理

spring -core 包里定义了SpringFactoriesLoader 类,这个类实现了检索META-INF/spring.factories文件,并获取指定接口的配置的功能。 在这个类中定义了两个对外的方法:

  • loadFactories 根据接口类获取其实现类的实例,这个方法返回的是对象列表
  • loadFactoryNames 根据接口获取其接口类的名称,这个方法返回的是类名的列表。

上面两个方法的关键都是从指定的ClassLoader中获取spring.factories文件,并解析得到类名列表,具体代码如下:

    private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
        MultiValueMap<String, String> result = cache.get(classLoader);
        if (result != null) {
            return result;
        }

        try {
            Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ?
                    classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :
                    ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));
            result = new LinkedMultiValueMap<>();
            while (urls.hasMoreElements()) {
                URL url = urls.nextElement();
                UrlResource resource = new UrlResource(url);
                Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
                for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) {
                    String factoryClassName = ((String) entry.getKey()).trim();
                    for (String factoryName : StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue())) {
                        result.add(factoryClassName, factoryName.trim());
                    }
                }
            }
            cache.put(classLoader, result);
            return result;
        }
        catch (IOException ex) {
            throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +
                    FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
        }
    }

从代码中可以看到,在这个方法中会遍历整个ClassLoader 中所有Jar包下的spring.factories文件,也就是我们可以在自己jar中配置spring.factories文件,不会影响到其他地方的配置,也不回被别人的配置覆盖。

spring.factories的是通过Properties解析得到的,所以我们在写文件中的内容都是按照下面这种方式配置的。

com.xxx.interface=com.xxx.classname

如果一个接口希望配置多个实现类,可以用","分割。

spring-boot包中的spring.factories文件

在Spring Boot 的很多包中都能够找到spring.factories,下面就是spring-boot 包中的spring.factories文件。

# PropertySource Loaders
org.springframework.boot.env.PropertySourceLoader=\
org.springframework.boot.env.PropertiesPropertySourceLoader,\
org.springframework.boot.env.YamlPropertySourceLoader

# Run Listeners
org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener=\
org.springframework.boot.context.event.EventPublishingRunListener

# Error Reporters
org.springframework.boot.SpringBootExceptionReporter=\
org.springframework.boot.diagnostics.FailureAnalyzers

# Application Context Initializers
org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\
org.springframework.boot.context.ConfigurationWarningsApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.context.ContextIdApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.context.config.DelegatingApplicationContextInitializer,\
org.springframework.boot.web.context.ServerPortInfoApplicationContextInitializer

# Application Listeners
org.springframework.context.ApplicationListener=\
org.springframework.boot.ClearCachesApplicationListener,\
org.springframework.boot.builder.ParentContextCloserApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.FileEncodingApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.config.AnsiOutputApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.config.ConfigFileApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.config.DelegatingApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.logging.ClasspathLoggingApplicationListener,\
org.springframework.boot.context.logging.LoggingApplicationListener,\
org.springframework.boot.liquibase.LiquibaseServiceLocatorApplicationListener

# Environment Post Processors
org.springframework.boot.env.EnvironmentPostProcessor=\
org.springframework.boot.cloud.CloudFoundryVcapEnvironmentPostProcessor,\
org.springframework.boot.env.SpringApplicationJsonEnvironmentPostProcessor,\
org.springframework.boot.env.SystemEnvironmentPropertySourceEnvironmentPostProcessor

# Failure Analyzers
org.springframework.boot.diagnostics.FailureAnalyzer=\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.BeanCurrentlyInCreationFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.BeanNotOfRequiredTypeFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.BindFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.BindValidationFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.UnboundConfigurationPropertyFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.ConnectorStartFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.NoUniqueBeanDefinitionFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.PortInUseFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.ValidationExceptionFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.InvalidConfigurationPropertyNameFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.diagnostics.analyzer.InvalidConfigurationPropertyValueFailureAnalyzer

# FailureAnalysisReporters
org.springframework.boot.diagnostics.FailureAnalysisReporter=\
org.springframework.boot.diagnostics.LoggingFailureAnalysisReporter

在日常工作中,我们可能需要实现一些SDK 或者Sring boot starter 给别人用的时候,我们就可以使用Factories机制,Factories机制可以让SDK或者Stater的使用只需要很少或者不需要进行配置,只需要在服务中引入我们的Jar包就即可。

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