Java SPI机制：ServiceLoader实现原理及应用剖析
SPI，全程Service Provider Interfaces，服务提供接口。是Java提供的一套供第三方实现或扩展使用的技术体系。主要是通过解耦服务具体实现以及服务使用，使得程序的可扩展性大大增强，甚至可插拔。
基于服务的注册与发现机制，服务提供者向系统注册服务，服务使用者通过查找发现服务，可以达到服务的提供与使用的分离，甚至完成对服务的管理。
JDK中，基于SPI的思想，提供了默认具体的实现，ServiceLoader。利用JDK自带的ServiceLoader，可以轻松实现面向 服务的注册与发现 ，完成程序服务提供与使用的 解耦 。
完成分离后的服务，使得服务提供方的修改或替换，不会给服务使用方带来代码上的修改，基于面向接口的服务约定，提供方和使用方各自可以直接面向接口编程，而不用关注对方的具体实现。同时，服务使用方使用到服务时，也才会真正意义上去 发现服务 ，以完成服务的 初始化 ，形成了服务的 动态加载 。
在Java或Android系统实现或项目实践领域，也有直接基于ServiceLoader的功能实现，或基于ServiceLoader实现基础上，对其进行的进一步扩展与优化使用。
二、 ServiceLoader 实现原理
先看一下JDK中ServiceLoader的具体实现。 ServiceLoader位于java.util包中，其主体部分，重点代码如下：
public final class ServiceLoader<S> implements Iterable<S> {
private static final String PREFIX = "META-INF/services/";
// The class or interface representing the service being loaded
private final Class<S> service;
// The class loader used to locate, load, and instantiate providers
private final ClassLoader loader;
// The access control context taken when the ServiceLoader is created
private final AccessControlContext acc;
// Cached providers, in instantiation order
private LinkedHashMap<String,S> providers = new LinkedHashMap<>();
// The current lazy-lookup iterator
private LazyIterator lookupIterator;
public void reload() {
providers.clear();
lookupIterator = new LazyIterator(service, loader);
}
private ServiceLoader(Class<S> svc, ClassLoader cl) {
service = Objects.requireNonNull(svc, "Service interface cannot be null");
loader = (cl == null) ? ClassLoader.getSystemClassLoader() : cl;
acc = (System.getSecurityManager() != null) ? AccessController.getContext() : null;
reload();
}
// Private inner class implementing fully-lazy provider lookup
private class LazyIterator implements Iterator<S> {
Class<S> service;
ClassLoader loader;
Enumeration<URL> configs = null;
Iterator<String> pending = null;
String nextName = null;
private LazyIterator(Class<S> service, ClassLoader loader) {
this.service = service;
this.loader = loader;
}
private boolean hasNextService() {
if (nextName != null) {
return true;
}
if (configs == null) {
try {
String fullName = PREFIX + service.getName();
if (loader == null)
configs = ClassLoader.getSystemResources(fullName);
else
configs = loader.getResources(fullName);
} catch (IOException x) {
fail(service, "Error locating configuration files", x);
}
}
while ((pending == null) || !pending.hasNext()) {
if (!configs.hasMoreElements()) {
return false;
}
pending = parse(service, configs.nextElement());
}
nextName = pending.next();
return true;
}
private S nextService() {
if (!hasNextService())
throw new NoSuchElementException();
String cn = nextName;
nextName = null;
Class<?> c = null;
try {
c = Class.forName(cn, false, loader);
} catch (ClassNotFoundException x) {
fail(service,
"Provider " + cn + " not found");
}
if (!service.isAssignableFrom(c)) {
fail(service,
"Provider " + cn + " not a subtype");
}
try {
S p = service.cast(c.newInstance());
providers.put(cn, p);
return p;
} catch (Throwable x) {
fail(service,
"Provider " + cn + " could not be instantiated",
x);
}
throw new Error(); // This cannot happen
}
public boolean hasNext() {
if (acc == null) {
return hasNextService();
} else {
PrivilegedAction<Boolean> action = new PrivilegedAction<Boolean>() {
public Boolean run() { return hasNextService(); }
};
return AccessController.doPrivileged(action, acc);
}
}
public S next() {
if (acc == null) {
return nextService();
} else {
PrivilegedAction<S> action = new PrivilegedAction<S>() {
public S run() { return nextService(); }
};
return AccessController.doPrivileged(action, acc);
}
}
public void remove() {
throw new UnsupportedOperationException();
}
}
public Iterator<S> iterator() {
return new Iterator<S>() {
Iterator<Map.Entry<String,S>> knownProviders
= providers.entrySet().iterator();
public boolean hasNext() {
if (knownProviders.hasNext())
return true;
return lookupIterator.hasNext();
}
public S next() {
if (knownProviders.hasNext())
return knownProviders.next().getValue();
return lookupIterator.next();
}
public void remove() {
throw new UnsupportedOperationException();
}
};
}
public Iterator<S> iterator() {
return new Iterator<S>() {
Iterator<Map.Entry<String,S>> knownProviders
= providers.entrySet().iterator();
public boolean hasNext() {
if (knownProviders.hasNext())
return true;
return lookupIterator.hasNext();
}
public S next() {
if (knownProviders.hasNext())
return knownProviders.next().getValue();
return lookupIterator.next();
}
public void remove() {
throw new UnsupportedOperationException();
}
};
}
public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service, ClassLoader loader) {
return new ServiceLoader<>(service, loader);
}
public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) {
ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
return ServiceLoader.load(service, cl);
}
public static <S> ServiceLoader<S> loadInstalled(Class<S> service) {
ClassLoader cl = ClassLoader.getSystemClassLoader();
ClassLoader prev = null;
while (cl != null) {
prev = cl;
cl = cl.getParent();
}
return ServiceLoader.load(service, prev);
}
public String toString() {
return "java.util.ServiceLoader[" + service.getName() + "]";
}
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外部使用时，往往通过 load(Class<S> service, ClassLoader loader) 或 load(Class<S> service) 调用，最后都是在 reload 方法中创建了 LazyIterator 对象， LazyIterator 是 ServiceLoader 的内部类，实现了 Iterator 接口，其作用是一个懒加载的迭代器，在 hasNextService 方法中，完成了对位于 META-INF/services/ 目录下的配置文件的解析，并在 nextService 方法中，完成了对具体实现类的实例化。
META-INF/services/ ，是 ServiceLoader 中约定的接口与实现类的关系配置目录，文件名是接口全限定类名，内容是接口对应的具体实现类，如果有多个实现类，分别将不同的实现类作为每一行配置。解析过程中，通过LinkedHashMap<String,S>数据结构的providers，将已经发现了的接口实现类进行了缓存，并对外提供的iterator()方法，以方便外部遍历。
Android中使用的是OpenJDK，其 ServiceLoader 的实现与Java JDK中稍有不同，但主体逻辑和实现过程都是一致的。
总体上， ServiceLoader 的一般实现与使用过程包含了 服务接口约定 、 服务实现 、 服务注册 、 服务发现与使用 这四个步骤。
如下是一个简单的Java项目中， ServiceLoader 使用示例。
项目结构： -------------- |____src | |____main | | |____resources | | | |____META-INF | | | | |____services | | | | | |____com.corn.javalib.IMyServiceProvider | | |____java | | | |____com | | | | |____corn | | | | | |____javalib | | | | | | |____IMyServiceProvider.java | | | | | | |____TestClass.java | | | | | | |____MyServiceProviderImpl2.java | | | | | | |____MyServiceProviderImpl1.java 复制代码
1，服务接口约定：
IMyServiceProvider 定义了服务的接口约定：
package com.corn.javalib;
public interface IMyServiceProvider {
String getName();
}
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2，服务实现：
MyServiceProviderImpl1 、 MyServiceProviderImpl2 是具体的接口实现类：
package com.corn.javalib;
public class MyServiceProviderImpl1 implements IMyServiceProvider {
@Override
public String getName() {
return "name:ProviderImpl1";
}
}
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package com.corn.javalib;
public class MyServiceProviderImpl2 implements IMyServiceProvider {
@Override
public String getName() {
return "name:ProviderImpl2";
}
}
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3，服务注册（实际上向系统登记服务提供者与服务接口之间的映射关系，以便使用方的服务发现）：
/META-INF/services/ 目录下创建文件 com.corn.javalib.IMyServiceProvider ，内容为：
com.corn.javalib.MyServiceProviderImpl1 com.corn.javalib.MyServiceProviderImpl2 复制代码
4，服务发现与使用：
TestClass.java 为服务使用方。
package com.corn.javalib;
import java.util.Iterator;
import java.util.ServiceLoader;
public class TestClass {
public static void main(String[] argus){
ServiceLoader<IMyServiceProvider> serviceLoader = ServiceLoader.load(IMyServiceProvider.class);
Iterator iterator = serviceLoader.iterator();
while (iterator.hasNext()){
IMyServiceProvider item = (IMyServiceProvider)iterator.next();
System.out.println(item.getName() + ": " + item.hashCode());
}
}
}
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输出结果为：
name:ProviderImpl1: 491044090 name:ProviderImpl2: 644117698 复制代码
三、 ServiceLoader 使用实例
3.1 注解处理器的发现过程
如果有使用到编译时注解，定义注解并在目标元素上使用注解后，都还需要定义一个具体的注解处理器。注解处理器的作用在于对注解了的元素，可以实现自定义的处理逻辑，如生成新的Java文件等。那注解处理器是如何在编译阶段被发现并调用的呢，这其中的过程实际上用到了 ServiceLoader 机制。
Javac编译过程中,会执行注解处理器发现和调用流程，Javac本身也是用java编写的，同时去编译java源码文件的编译工具。为了方便阐述Javac中与注解处理器相关的逻辑，可以在自定义的注解处理器中故意抛出异常。以查看大概的执行路径。
Caused by: java.lang.NullPointerException at com.corn.apt.AnnotationProcessor.process(AnnotationProcessor.java:42) at com.sun.tools.javac.processing.JavacProcessingEnvironment.callProcessor(JavacProcessingEnvironment.java:794) at com.sun.tools.javac.processing.JavacProcessingEnvironment.discoverAndRunProcs(JavacProcessingEnvironment.java:705) at com.sun.tools.javac.processing.JavacProcessingEnvironment.access$1800(JavacProcessingEnvironment.java:91) at com.sun.tools.javac.processing.JavacProcessingEnvironment$Round.run(JavacProcessingEnvironment.java:1035) at com.sun.tools.javac.processing.JavacProcessingEnvironment.doProcessing(JavacProcessingEnvironment.java:1176) at com.sun.tools.javac.main.JavaCompiler.processAnnotations(JavaCompiler.java:1170) at com.sun.tools.javac.main.JavaCompiler.compile(JavaCompiler.java:856) at com.sun.tools.javac.main.Main.compile(Main.java:523) 复制代码
如上，是大概的执行流程。Open JDK中自带了Javac的源码，可以下载下来，主要的Javac源码部分位于包： com.sun.tools.javac 下。对照上述抛出的错误信息路径，梳理下具体的执行流程。
1，javac从 com.sun.tools.javac.main.Main.compile 开始执行，其中调用了 JavaCompiler 的 compile 方法， compile 方法具体定义如下：
public void compile(List<JavaFileObject> sourceFileObject) throws Throwable {
compile(sourceFileObject, List.<String>nil(), null);
}
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其内部调用的compile方法，主体部分逻辑如下：
public void compile(List<JavaFileObject> sourceFileObjects,
List<String> classnames,
Iterable<? extends Processor> processors)
throws IOException // TODO: temp, from JavacProcessingEnvironment
{
if (processors != null && processors.iterator().hasNext())
explicitAnnotationProcessingRequested = true;
// as a JavaCompiler can only be used once, throw an exception if
// it has been used before.
if (hasBeenUsed)
throw new AssertionError("attempt to reuse JavaCompiler");
hasBeenUsed = true;
start_msec = now();
try {
initProcessAnnotations(processors);
// These method calls must be chained to avoid memory leaks
delegateCompiler =
processAnnotations(
enterTrees(stopIfError(CompileState.PARSE, parseFiles(sourceFileObjects))),
classnames);
delegateCompiler.compile2();
delegateCompiler.close();
elapsed_msec = delegateCompiler.elapsed_msec;
} catch (Abort ex) {
if (devVerbose)
ex.printStackTrace();
} finally {
if (procEnvImpl != null)
procEnvImpl.close();
}
}
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其中，主要调用了 initProcessAnnotations(processors) ，和 processAnnotations(...) 方法，且默认情况下, initProcessAnnotations 传入的 processors 为 null ，是对处理注解进行的初始化，其内部通过 new JavacProcessingEnvironment(context, processors) 新建了 JavacProcessingEnvironment 对象， JavacProcessingEnvironment 构造器中，通过调用 initProcessorIterator(context, processors) 开始发现注解处理器。我们重点看一下 initProcessorIterator 具体过程。
private void initProcessorIterator(Context context, Iterable<? extends Processor> processors) {
Log log = Log.instance(context);
Iterator<? extends Processor> processorIterator;
if (options.get("-Xprint") != null) {
try {
Processor processor = PrintingProcessor.class.newInstance();
processorIterator = List.of(processor).iterator();
} catch (Throwable t) {
AssertionError assertError =
new AssertionError("Problem instantiating PrintingProcessor.");
assertError.initCause(t);
throw assertError;
}
} else if (processors != null) {
processorIterator = processors.iterator();
} else {
String processorNames = options.get("-processor");
JavaFileManager fileManager = context.get(JavaFileManager.class);
try {
// If processorpath is not explicitly set, use the classpath.
processorClassLoader = fileManager.hasLocation(ANNOTATION_PROCESSOR_PATH)
? fileManager.getClassLoader(ANNOTATION_PROCESSOR_PATH)
: fileManager.getClassLoader(CLASS_PATH);
/*
* If the "-processor" option is used, search the appropriate
* path for the named class. Otherwise, use a service
* provider mechanism to create the processor iterator.
*/
if (processorNames != null) {
processorIterator = new NameProcessIterator(processorNames, processorClassLoader, log);
} else {
processorIterator = new ServiceIterator(processorClassLoader, log);
}
} catch (SecurityException e) {
/*
* A security exception will occur if we can't create a classloader.
* Ignore the exception if, with hindsight, we didn't need it anyway
* (i.e. no processor was specified either explicitly, or implicitly,
* in service configuration file.) Otherwise, we cannot continue.
*/
processorIterator = handleServiceLoaderUnavailability("proc.cant.create.loader", e);
}
}
discoveredProcs = new DiscoveredProcessors(processorIterator);
}
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传入的参数processors为null，默认情况下，程序逻辑执行到else过程，来到 processorIterator = new ServiceIterator(processorClassLoader, log); 。 ServiceIterator 是一个内部类，重点看下其具体实现：
/**
* Use a service loader appropriate for the platform to provide an
* iterator over annotations processors. If
* java.util.ServiceLoader is present use it, otherwise, use
* sun.misc.Service, otherwise fail if a loader is needed.
*/
private class ServiceIterator implements Iterator<Processor> {
// The to-be-wrapped iterator.
private Iterator<?> iterator;
private Log log;
ServiceIterator(ClassLoader classLoader, Log log) {
Class<?> loaderClass;
String loadMethodName;
boolean jusl;
this.log = log;
try {
try {
loaderClass = Class.forName("java.util.ServiceLoader");
loadMethodName = "load";
jusl = true;
} catch (ClassNotFoundException cnfe) {
try {
loaderClass = Class.forName("sun.misc.Service");
loadMethodName = "providers";
jusl = false;
} catch (ClassNotFoundException cnfe2) {
// Fail softly if a loader is not actually needed.
this.iterator = handleServiceLoaderUnavailability("proc.no.service",
null);
return;
}
}
// java.util.ServiceLoader.load or sun.misc.Service.providers
Method loadMethod = loaderClass.getMethod(loadMethodName,
Class.class,
ClassLoader.class);
Object result = loadMethod.invoke(null,
Processor.class,
classLoader);
// For java.util.ServiceLoader, we have to call another
// method to get the iterator.
if (jusl) {
Method m = loaderClass.getMethod("iterator");
result = m.invoke(result); // serviceLoader.iterator();
}
// The result should now be an iterator.
this.iterator = (Iterator<?>) result;
} catch (Throwable t) {
log.error("proc.service.problem");
throw new Abort(t);
}
}
public boolean hasNext() {
try {
return iterator.hasNext();
} catch (Throwable t) {
if ("ServiceConfigurationError".
equals(t.getClass().getSimpleName())) {
log.error("proc.bad.config.file", t.getLocalizedMessage());
}
throw new Abort(t);
}
}
public Processor next() {
try {
return (Processor)(iterator.next());
} catch (Throwable t) {
if ("ServiceConfigurationError".
equals(t.getClass().getSimpleName())) {
log.error("proc.bad.config.file", t.getLocalizedMessage());
} else {
log.error("proc.processor.constructor.error", t.getLocalizedMessage());
}
throw new Abort(t);
}
}
public void remove() {
throw new UnsupportedOperationException();
}
}
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终于，我们发现， ServiceIterator 提供了适合于平台的服务发现机制，发现注解处理器。其中，优先通过反射的方式，去动态调用了 java.util.ServiceLoader 对应的 load 方法，具体是通过语句 Object result = loadMethod.invoke(null, Processor.class, classLoader) 实现，其中，传入了接口参数 Processor.class 以此完成了基于 ServiceLoader 的服务动态发现过程。
查找到注解处理器后，后续主要就是通过调用对应注解处理器中的方法，如常用 init 和 process 等，以此实现注解处理器所需要完成的针对注解这块的逻辑处理。
至此，编译时的注解处理器的服务发现，实际上是通过 ServiceLoader 去实现的，流程上已经相对清晰。
对应的，我们也知道，在定义完具体的注解处理器后，需要我们在对应的 /META-INF/services/ 中去注册 Processor 接口与具体的注解处理器实现类之间的关系。当然，这一步操作也可以听过 Google AutoService 去完成。
3.2 基于 ServiceLoader 实现不同组件间的通信与解耦
Android项目组件化过程中，不具有依赖关系的组件或模块间常常涉及到组件间服务的提供与使用，如A模块需要调用B模块的方法等。基于ServiceLoader机制，实际上已经为我们提供了一种Android组件化之间的组件解耦与通信机制。通过将接口约定下沉到公共baseLib模块，不同的模块内可以按照实际需要，提供接口的具体实现，其他模块直接通过形如 ServiceLoader.load(IMyServiceProvider.class) 方式，即可得到具体的服务并调用之。
下面是一个简单的Android组件化后的项目工程结构：
.libBase |____build.gradle |____src | |____main | | |____res | | | |____drawable | | | |____values | | | | |____strings.xml | | |____AndroidManifest.xml | | |____java | | | |____com | | | | |____corn | | | | | |____libbase | | | | | | |____IMyServiceProvider.java .LibA |____libs |____build.gradle |____src | |____main | | |____res | | | |____drawable | | | |____values | | | | |____strings.xml | | |____resources | | | |____META-INF | | | | |____services | | | | | |____com.corn.libbase.IMyServiceProvider | | |____AndroidManifest.xml | | |____java | | | |____com | | | | |____corn | | | | | |____liba | | | | | | |____MyServiceProviderImpl2.java | | | | | | |____MyServiceProviderImpl1.java .LibB |____build.gradle |____src | |____main | | |____res | | | |____drawable | | | |____values | | | | |____strings.xml | | |____resources | | | |____META-INF | | | | |____services | | | | | |____com.corn.libbase.IMyServiceProvider | | |____AndroidManifest.xml | | |____java | | | |____com | | | | |____corn | | | | | |____libb | | | | | | |____MyServiceProviderImpl3.java 复制代码
通过将服务接口约定定义在libBase模块，具体的服务实现提供可以在LibA或LibB等上层模块，然后分别在 META-INF/services/ 中注册对应的接口与服务实现之间的关系，使得打包后合并对应的映射关系。
项目中其他模块，也可以直接通过形如如下方式去调用具体的服务方法。
ServiceLoader<IMyServiceProvider> serviceLoader = ServiceLoader.load(IMyServiceProvider.class);
Iterator iterator = serviceLoader.iterator();
while (iterator.hasNext()){
IMyServiceProvider item = (IMyServiceProvider)iterator.next();
Log.d(TAG, item.getName() + ": " + item.hashCode());
}
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如果是在release环境下，还需要针对接口和实现类配置反混淆。否则一旦混淆后，基于接口名或接口实现的配置文件中将不能找到对应的目标类。
以此，通过基于系统 ServiceLoader 的方式，通过面向接口的编程方式，实现了组件间的服务解耦。
3.3 美团WMRouter中对 ServiceLoader 的改进与使用
我们发现，ServiceLoder每次load过程，实际上都重走了整个的ServiceLoder过程，因此，如果直接采用ServiceLoder，每次都需要对具体实现类都重走了查找和通过反射去实例化等过程，且针对同一接口，可能有多个不同的服务实现。
在借鉴系统 ServiceLoader 思想和实现过程的基础上，美团WMRouter中，对 ServiceLoader 进行了改进，主要改进点如下：
1，将系统 ServiceLoader 中的服务注册从系统原来的 /META-INF/services/ 中定义改成了WMRouter中封装好静态的 Map<Class, ServiceLoader> SERVICES 属性和 ServiceLoader 实例的 HashMap<String, ServiceImpl> mMap 中。
SERVICES 是一个静态变量，存储的是接口与对应的 ServiceLoader 关系映射， mMap 作为 ServiceLoader 的内部属性，存储的是对应 ServiceLoader 实例中每个接口实现类的key（每个key表示每个不同的接口实现）和对应的实现类的关系映射。
2，可以通过上述的每个接口的key，让使用方去具体调用接口的某个具体实现服务。
3，接口实现类，通过反射创建的对象，可以决定是否存置于 SingletonPool 单例池中，以方便接口实现类的下次使用，相当于做了一次对象的缓存。
下面具体看下WMRouter中关于 ServiceLoader 改造部分的源码实现。
ServiceLoader实现：
package com.sankuai.waimai.router.service;
import android.content.Context;
import android.support.annotation.NonNull;
import android.support.annotation.Nullable;
import com.sankuai.waimai.router.annotation.RouterProvider;
import com.sankuai.waimai.router.components.RouterComponents;
import com.sankuai.waimai.router.core.Debugger;
import com.sankuai.waimai.router.interfaces.Const;
import com.sankuai.waimai.router.utils.LazyInitHelper;
import com.sankuai.waimai.router.utils.SingletonPool;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
* 通过接口Class获取实现类
*
* @param <I> 接口类型
*/
public class ServiceLoader<I> {
private static final Map<Class, ServiceLoader> SERVICES = new HashMap<>();
private static final LazyInitHelper sInitHelper = new LazyInitHelper("ServiceLoader") {
@Override
protected void doInit() {
try {
// 反射调用Init类，避免引用的类过多，导致main dex capacity exceeded问题
Class.forName(Const.SERVICE_LOADER_INIT)
.getMethod(Const.INIT_METHOD)
.invoke(null);
Debugger.i("[ServiceLoader] init class invoked");
} catch (Exception e) {
Debugger.fatal(e);
}
}
};
/**
* @see LazyInitHelper#lazyInit()
*/
public static void lazyInit() {
sInitHelper.lazyInit();
}
/**
* 提供给InitClass使用的初始化接口
*
* @param interfaceClass 接口类
* @param implementClass 实现类
*/
public static void put(Class interfaceClass, String key, Class implementClass, boolean singleton) {
ServiceLoader loader = SERVICES.get(interfaceClass);
if (loader == null) {
loader = new ServiceLoader(interfaceClass);
SERVICES.put(interfaceClass, loader);
}
loader.putImpl(key, implementClass, singleton);
}
/**
* 根据接口获取 {@link ServiceLoader}
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public static <T> ServiceLoader<T> load(Class<T> interfaceClass) {
sInitHelper.ensureInit();
if (interfaceClass == null) {
Debugger.fatal(new NullPointerException("ServiceLoader.load的class参数不应为空"));
return EmptyServiceLoader.INSTANCE;
}
ServiceLoader service = SERVICES.get(interfaceClass);
if (service == null) {
synchronized (SERVICES) {
service = SERVICES.get(interfaceClass);
if (service == null) {
service = new ServiceLoader(interfaceClass);
SERVICES.put(interfaceClass, service);
}
}
}
return service;
}
/**
* key --> class name
*/
private HashMap<String, ServiceImpl> mMap = new HashMap<>();
private final String mInterfaceName;
private ServiceLoader(Class interfaceClass) {
if (interfaceClass == null) {
mInterfaceName = "";
} else {
mInterfaceName = interfaceClass.getName();
}
}
private void putImpl(String key, Class implementClass, boolean singleton) {
if (key != null && implementClass != null) {
mMap.put(key, new ServiceImpl(key, implementClass, singleton));
}
}
/**
* 创建指定key的实现类实例，使用 {@link RouterProvider} 方法或无参数构造。对于声明了singleton的实现类，不会重复创建实例。
*
* @return 可能返回null
*/
public <T extends I> T get(String key) {
return createInstance(mMap.get(key), null);
}
/**
* 创建指定key的实现类实例，使用Context参数构造。对于声明了singleton的实现类，不会重复创建实例。
*
* @return 可能返回null
*/
public <T extends I> T get(String key, Context context) {
return createInstance(mMap.get(key), new ContextFactory(context));
}
/**
* 创建指定key的实现类实例，使用指定的Factory构造。对于声明了singleton的实现类，不会重复创建实例。
*
* @return 可能返回null
*/
public <T extends I> T get(String key, IFactory factory) {
return createInstance(mMap.get(key), factory);
}
/**
* 创建所有实现类的实例，使用 {@link RouterProvider} 方法或无参数构造。对于声明了singleton的实现类，不会重复创建实例。
*
* @return 可能返回EmptyList，List中的元素不为空
*/
@NonNull
public <T extends I> List<T> getAll() {
return getAll((IFactory) null);
}
/**
* 创建所有实现类的实例，使用Context参数构造。对于声明了singleton的实现类，不会重复创建实例。
*
* @return 可能返回EmptyList，List中的元素不为空
*/
@NonNull
public <T extends I> List<T> getAll(Context context) {
return getAll(new ContextFactory(context));
}
/**
* 创建所有实现类的实例，使用指定Factory构造。对于声明了singleton的实现类，不会重复创建实例。
*
* @return 可能返回EmptyList，List中的元素不为空
*/
@NonNull
public <T extends I> List<T> getAll(IFactory factory) {
Collection<ServiceImpl> services = mMap.values();
if (services.isEmpty()) {
return Collections.emptyList();
}
List<T> list = new ArrayList<>(services.size());
for (ServiceImpl impl : services) {
T instance = createInstance(impl, factory);
if (instance != null) {
list.add(instance);
}
}
return list;
}
/**
* 获取指定key的实现类。注意，对于声明了singleton的实现类，获取Class后还是可以创建新的实例。
*
* @return 可能返回null
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T extends I> Class<T> getClass(String key) {
return (Class<T>) mMap.get(key).getImplementationClazz();
}
/**
* 获取所有实现类的Class。注意，对于声明了singleton的实现类，获取Class后还是可以创建新的实例。
*
* @return 可能返回EmptyList，List中的元素不为空
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
@NonNull
public <T extends I> List<Class<T>> getAllClasses() {
List<Class<T>> list = new ArrayList<>(mMap.size());
for (ServiceImpl impl : mMap.values()) {
Class<T> clazz = (Class<T>) impl.getImplementationClazz();
if (clazz != null) {
list.add(clazz);
}
}
return list;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
@Nullable
private <T extends I> T createInstance(@Nullable ServiceImpl impl, @Nullable IFactory factory) {
if (impl == null) {
return null;
}
Class<T> clazz = (Class<T>) impl.getImplementationClazz();
if (impl.isSingleton()) {
try {
return SingletonPool.get(clazz, factory);
} catch (Exception e) {
Debugger.fatal(e);
}
} else {
try {
if (factory == null) {
factory = RouterComponents.getDefaultFactory();
}
T t = factory.create(clazz);
Debugger.i("[ServiceLoader] create instance: %s, result = %s", clazz, t);
return t;
} catch (Exception e) {
Debugger.fatal(e);
}
}
return null;
}
@Override
public String toString() {
return "ServiceLoader (" + mInterfaceName + ")";
}
public static class EmptyServiceLoader extends ServiceLoader {
public static final ServiceLoader INSTANCE = new EmptyServiceLoader();
public EmptyServiceLoader() {
super(null);
}
@NonNull
@Override
public List<Class> getAllClasses() {
return Collections.emptyList();
}
@NonNull
@Override
public List getAll() {
return Collections.emptyList();
}
@NonNull
@Override
public List getAll(IFactory factory) {
return Collections.emptyList();
}
@Override
public String toString() {
return "EmptyServiceLoader";
}
}
}
复制代码
首先通过对外提供了 doInit 方法，让系统通过反射的方式调用 ServiceLoaderInit 类的 init 方法，通过调用 ServiceLoader.put 方法，将接口、接口实现类的key和接口实现类，依次装载进 SERVICES 和 mMap 中。以此完成了映射关系的注册。通过 Router 类，进一步封装好对 ServiceLoader 的调用，以方便外部适用方更方便的去使用，如通过 Router.getService(ILocationService.class, "keyValue") 等方式以供使用方调用。 ServiceLoader 本身，其他的服务查找，服务具体实现类的初始化等相对都比较简单，下面重点看下服务实现类的实例缓存逻辑。
@Nullable
private <T extends I> T createInstance(@Nullable ServiceImpl impl, @Nullable IFactory factory) {
if (impl == null) {
return null;
}
Class<T> clazz = (Class<T>) impl.getImplementationClazz();
if (impl.isSingleton()) {
try {
return SingletonPool.get(clazz, factory);
} catch (Exception e) {
Debugger.fatal(e);
}
} else {
try {
if (factory == null) {
factory = RouterComponents.getDefaultFactory();
}
T t = factory.create(clazz);
Debugger.i("[ServiceLoader] create instance: %s, result = %s", clazz, t);
return t;
} catch (Exception e) {
Debugger.fatal(e);
}
}
return null;
}
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createInstance 方法中，通过判断 impl.isSingleton() ，来决定是否从 SingletonPool 中读取缓存的对象实例。 SingletonPool 是一个单例缓存类，其中通过静态的 CACHE 常量，缓存了对应的类 class 与已经实例化过的对象之间的映射关系，下次再次需要读取时，直接判断 CACHE 中是否已经存在单例对象，有则直接取出，否则创建并存入。
/**
* 单例缓存
*
*/
public class SingletonPool {
private static final Map<Class, Object> CACHE = new HashMap<>();
@SuppressWarnings("unchecked")
public static <I, T extends I> T get(Class<I> clazz, IFactory factory) throws Exception {
if (clazz == null) {
return null;
}
if (factory == null) {
factory = RouterComponents.getDefaultFactory();
}
Object instance = getInstance(clazz, factory);
Debugger.i("[SingletonPool] get instance of class = %s, result = %s", clazz, instance);
return (T) instance;
}
@NonNull
private static Object getInstance(@NonNull Class clazz, @NonNull IFactory factory) throws Exception {
Object t = CACHE.get(clazz);
if (t != null) {
return t;
} else {
synchronized (CACHE) {
t = CACHE.get(clazz);
if (t == null) {
Debugger.i("[SingletonPool] >>> create instance: %s", clazz);
t = factory.create(clazz);
//noinspection ConstantConditions
if (t != null) {
CACHE.put(clazz, t);
}
}
}
return t;
}
}
}
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SingletonPool 的存在，避免了 ServiceLoader 可能需要的重复对象的创建过程，但加快了重复服务对象创建效率的同时，带来的问题是服务对象的声明周期延长化，会长期占据内存。由此，作为框架提供方，特意在服务具体实现类的注解上，加上了一个 singleton 参数去约定实现类是否是单例形式，以决定是否需要缓存。也就是常见的具体服务类的实现上，注解写法形式如下：
@RouterService(interfaces = IAccountService.class, key = DemoConstant.SINGLETON, singleton = true)
public class FakeAccountService implements IAccountService {
...
}
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至此，WMRouter中对 ServiceLoader 的改进部分剖析完成。
正文到此结束
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