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Plugin - 插件开发04_Spring Boot中的SPI机制与Spring Factories实现

文章目录

  • Pre
  • 方案概览
  • 使用插件的好处
  • Spring Boot中的SPI机制与Spring Factories实现
    • 1. Spring Boot中的SPI机制
      • Spring Factories文件
    • 2. Spring Factories实现原理
    • 3. Code
      • 3.1 定义一个服务接口
      • 3.2 定义 实现类
      • 3.3 配置 `spring.factories` 文件
      • 3.4 创建一个Controller来加载插件
      • 3.5 测试效果
  • 小结

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Pre

插件 - 通过SPI方式实现插件管理

插件 - 一份配置,离插件机制只有一步之遥

插件 - 插件机制触手可及

Plugin - 插件开发01_SPI的基本使用

Plugin - 插件开发02_使用反射机制和自定义配置实现插件化开发

Plugin - 插件开发03_Spring Boot动态插件化与热加载

Plugin - 插件开发04_Spring Boot中的SPI机制与Spring Factories实现


方案概览

常用的插件化实现思路:

  1. spi机制
  2. spring内置扩展点
  3. spring aop技术
  4. springboot中的Factories机制
  5. 第三方插件包:spring-plugin
  6. java agent 技术

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使用插件的好处

  • 模块解耦:插件机制能帮助系统模块间解耦,使得服务间的交互变得更加灵活。
  • 提升扩展性和开放性:通过插件机制,系统能够轻松扩展,支持新的功能或服务,无需大规模修改核心代码。
  • 方便第三方接入:第三方可以按照预定义的插件接口进行集成,不会对主系统造成过多侵入。

Spring Boot中的SPI机制与Spring Factories实现

Spring Boot作为一个快速开发框架,不仅简化了应用的开发过程,还提供了丰富的扩展点,其中最常用且强大的扩展机制之一就是Spring Factories。这一机制基于SPI(Service Provider Interface)设计理念,允许我们通过配置文件自动加载并实例化特定接口的实现类。这为插件化开发提供了理想的基础。


1. Spring Boot中的SPI机制

在Java中,SPI(Service Provider Interface)机制允许我们通过配置文件将接口与其实现类进行绑定。Spring Boot借鉴了这一机制,通过解析 META-INF/spring.factories 文件来加载指定接口的实现类。Spring Boot Starter正是基于这种机制实现的,它通过读取 spring.factories 文件来加载特定的配置和功能。


Spring Factories文件

Spring Boot通过META-INF/spring.factories文件来管理和加载接口的实现类。在这个文件中,配置了接口及其对应的实现类,全类名被以key=value的方式列出。Spring Boot应用程序在启动时,会扫描所有的jar包中的spring.factories文件,并根据配置加载接口的实现类。


2. Spring Factories实现原理

Spring的核心包(spring-core)中定义了SpringFactoriesLoader类,这个类实现了从spring.factories文件中加载接口实现类的功能。其核心方法有:

  • loadFactories(Class<?> factoryClass, ClassLoader classLoader):根据指定的接口类(如SmsPlugin),返回实现类的实例列表。
  • loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, ClassLoader classLoader):根据接口类获取所有实现类的全类名。

具体的实现代码如下:

 public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, ClassLoader classLoader) {// 获取工厂类的全限定名String factoryClassName = factoryClass.getName();try {// 根据提供的类加载器获取资源文件的枚举集合Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ? classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));// 创建一个列表来存储工厂类名List<String> result = new ArrayList<String>();// 遍历所有找到的资源文件while (urls.hasMoreElements()) {URL url = urls.nextElement();// 加载属性文件Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(new UrlResource(url));// 获取指定工厂类名对应的工厂类名字符串String factoryClassNames = properties.getProperty(factoryClassName);// 将逗号分隔的字符串转换为列表并添加到结果列表中result.addAll(Arrays.asList(StringUtils.commaDelimitedListToStringArray(factoryClassNames)));}// 返回结果列表return result;} catch (IOException ex) {// 如果发生IO异常,抛出非法参数异常throw new IllegalArgumentException("无法从位置 [" + FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "] 加载 [" + factoryClass.getName() + "] 工厂", ex);}
}

在上述代码中,loadFactoryNames方法会遍历整个ClassLoader中所有jar包下的spring.factories文件,然后从中解析出接口对应的实现类列表。这意味着我们可以在自己的jar包中定义spring.factories文件,而不会影响到其他模块的配置。

spring.factories文件采用Properties格式,内容一般为:

com.xxx.interface=com.xxx.classname

如果一个接口有多个实现类,可以使用,来分隔。


3. Code

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3.1 定义一个服务接口

首先,定义一个简单的服务接口,BootFileStorePlugin ,它包含一个saveFile的接口方法:

package com.artisan.plugins.bootspi.spi;import java.io.File;public interface BootFileStorePlugin {void saveFile(File file);
}

3.2 定义 实现类

接着,我们创建几个实现类, 它们分别实现了 BootFileStorePlugin 接口。

package com.artisan.plugins.bootspi.impl;import com.artisan.plugins.bootspi.spi.BootFileStorePlugin;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.io.File;@Slf4j
public class BootFtpStorage implements BootFileStorePlugin {@Overridepublic void saveFile(File file) {log.info("Boot Ftp saveFile execute");}
}
package com.artisan.plugins.bootspi.impl;import com.artisan.plugins.bootspi.spi.BootFileStorePlugin;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.io.File;@Slf4j
public class BootLocalStorage implements BootFileStorePlugin {@Overridepublic void saveFile(File file) {log.info("Boot Local saveFile execute");}
}
package com.artisan.plugins.bootspi.impl;import com.artisan.plugins.bootspi.spi.BootFileStorePlugin;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.io.File;@Slf4j
public class BootS3Storage implements BootFileStorePlugin {@Overridepublic void saveFile(File file) {log.info("Boot S3 saveFile execute");}
}

3.3 配置 spring.factories 文件

resources目录下创建META-INF目录,并在该目录下定义一个spring.factories文件,内容如下:

com.artisan.plugins.bootspi.spi.BootFileStorePlugin=\com.artisan.plugins.bootspi.impl.BootFtpStorage,\com.artisan.plugins.bootspi.impl.BootLocalStorage,\com.artisan.plugins.bootspi.impl.BootS3Storage

3.4 创建一个Controller来加载插件

现在,我们需要创建一个Spring Boot的Controller来加载并使用这些插件:

package com.artisan.plugins.bootspi.test;import com.artisan.plugins.bootspi.spi.BootFileStorePlugin;
import com.artisan.plugins.customconfig.config.CustomPluginConfig;
import jakarta.annotation.Resource;
import org.springframework.core.io.support.SpringFactoriesLoader;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import java.io.File;
import java.util.List;@RestController
public class BootFileController {@ResourceCustomPluginConfig pluginConfig;/*** 测试Spring Boot SPI(Spring Factories Loader)机制的接口* 该方法通过GET请求访问/testBootSpi,用于展示如何通过SPI加载和使用插件** @return 返回一个简单的"OK"字符串,表示操作成功* @throws Exception 如果文件保存过程中发生错误,可能会抛出异常*/@GetMapping("/testBootSpi")public String testBootSpi() throws Exception {// 加载所有的BootFileStorePlugin实现类List<BootFileStorePlugin> bootFileStorePlugins = SpringFactoriesLoader.loadFactories(BootFileStorePlugin.class, null);// 遍历每个插件并调用其saveFile方法bootFileStorePlugins.forEach(plugin -> plugin.saveFile(new File("/a")));// 返回操作成功信息return "OK";}

在这个Controller中,我们使用SpringFactoriesLoader加载了SmsPlugin接口的所有实现类,并遍历这些实现类来执行sendMessage方法。


3.5 测试效果

启动应用后,访问http://localhost:8080/testBootSpi接口,控制台会输出如下内容:

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可以看到,Spring Boot正确加载并执行了配置文件中指定的插件实现。

小结

Spring Boot通过spring.factories文件实现了类似于Java SPI机制的功能。通过这种机制,我们可以非常方便地扩展应用的功能,而无需修改原有代码或依赖项。这种方式不仅支持插件化开发,还能确保扩展与核心逻辑的解耦,为应用的灵活性和可扩展性提供了有力支持。

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