我的上一篇部落格[類載入器與雙親委派](https://www.cnblogs.com/buptleida/p/14111058.html)中提到，SPI機制是一種上級類載入器呼叫下級類載入器的情形，因此會打破類載入的雙親委派模型。為了深入理解其中的細節，本部落格詳細剖析一下SPI機制，並以JDBC為例，基於原始碼來進行分析。 ## SPI ### 原理介紹 SPI（Service Provider Interface），是JDK內建的服務提供發現機制。即JDK內部定義規範的介面，不同廠商基於標準服務介面實現具體的實現類和方法。SPI一般被用來做框架擴充套件的開發。 下面這張圖，很簡明扼要地闡釋了SPI的機理。  與SPI相對應的，是我們耳熟能詳的API。API不需要上圖中“標準服務介面”這一環節，而是呼叫方直接呼叫服務提供方。按照上一篇部落格的分析，“標準服務介面”位於Java核心類庫中，使用boot類載入器進行載入，而boot類載入器是無法獲取“第三方實現類”的位置的。所以，相較於API而言，SPI需要打破雙親委派模型。 ### 優缺點 #### 好處 但是，我陷入思考，SPI這樣的模式有什麼好處嗎，或者說API有什麼缺點嗎？ 想象一下，如果程式直接呼叫第三方類庫，當第三方類庫發生改動時，應用程式程式碼很可能需要隨之改動。但如果在JDK內部定義標準服務介面，要求第三方廠商實現這些介面，那無論實現類如何改動，只要標準介面不變，都不會影響到應用程式。所以我認為SPI機制的根本目的是為了**“解耦”**。這也就是面向物件中所謂的“介面程式設計”，把裝配的控制權移到程式之外。 許多著名的第三方類庫都採納了SPI機制，JDBC就是其中之一。資料庫廠商會基於標準介面來開發相應的連線庫。如MySQL何PostgreSql的驅動都實現了標準介面：java.sql.Driver。對於應用程式而言，無需關心是MySQL還是PostgreSql，只需要與標準服務介面打交道即可。SPI正是基於這種模式完成了解耦合。 #### 不足 當然，即便如此，SPI依舊是存在缺點和不足的，如下： 1. 不能按需載入。需要遍歷所有的實現，並且進行例項化，某些實現的例項化可能很耗時，這樣會造成浪費； 2. 獲取實現類的方式不夠靈活，只能通過Iterator獲取，不能根據某個引數來獲取實現類； 3. ServiceLoader類的例項執行緒不安全。 ## JDBC的SPI機制 首先來看一段使用JDBC的簡單程式碼： ``` @Test public void testJDBC() throws SQLException, ClassNotFoundException { String url = "jdbc:mysql://localhost:3307/mls"; String userName = "root"; String password = "123456"; // Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver"); Connection con = DriverManager.getConnection(url, userName, password); Statement statement = con.createStatement(); String sql = "select * from mlsdb where id=1"; ResultSet rs = statement.executeQuery(sql); while (rs.next()) { System.out.println(rs.getString("province")); } } ``` 注意到中間有一行註釋的程式碼`Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");`，其實這一行可寫可不寫。 我的倒數第二篇部落格[類載入時機與過程](https://www.cnblogs.com/buptleida/p/14094708.html)裡提到，Class.forName方法會觸發“初始化”，即觸發類載入的進行。因此如果寫上這行程式碼，此處則是使用APP類載入器載入mysql的jdbc驅動類。 然而，這一句Class.forName不用寫，程式碼也能正常執行。因為載入DriverManager類時，會將MySQL的Driver物件註冊進DriverManager中。具體流程後文會細說。其實這就是SPI思想的一個典型的實現。得益於SPI思想，應用程式中無需指定類似"com.mysql.cj.jdbc.Driver"這種全類名，儘可能地將第三方驅動從應用程式中解耦出來。 下面，通過原始碼來分析驅動載入以及服務發現的過程，主要涉及到DriverManager和ServiceLoader兩個類 ### 原始碼分析 DriverManager是用於管理Jdbc驅動的基礎服務類，位於Java.sql包中，因此是由boot類載入器來進行載入。載入該類時，會執行如下程式碼塊： ``` /** * Load the initial JDBC drivers by checking the System property * jdbc.properties and then use the {@code ServiceLoader} mechanism */ static { loadInitialDrivers(); println("JDBC DriverManager initialized"); } ``` 上述靜態程式碼塊會執行loadInitialDrivers()方法，該方法用於載入各個資料庫驅動。程式碼如下： ``` private static void loadInitialDrivers() { String drivers; try { drivers = AccessController.doPrivileged(new Privileg