Java是如何實現本身的SPI機制的？ JDK源碼（一）

時間  2020-07-06
標籤 java 如何 實現 本身 spi 機制 jdk 源碼 欄目 Java 简体版
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注：該源碼分析對應JDK版本爲1.8html

1 引言

這是【源碼筆記】的JDK源碼解讀的第一篇文章，本篇咱們來探究Java的SPI機制的相關源碼。java

2 什麼是SPI機制

那麼，什麼是SPI機制呢？mysql

SPI是Service Provider Interface 的簡稱，即服務提供者接口的意思。根據字面意思咱們可能還有點困惑，SPI說白了就是一種擴展機制，咱們在相應配置文件中定義好某個接口的實現類，而後再根據這個接口去這個配置文件中加載這個實例類並實例化，其實SPI就是這麼一個東西。說到SPI機制，咱們最多見的就是Java的SPI機制，此外，還有Dubbo和SpringBoot自定義的SPI機制。spring

有了SPI機制，那麼就爲一些框架的靈活擴展提供了可能，而沒必要將框架的一些實現類寫死在代碼裏面。sql

那麼，某些框架是如何利用SPI機制來作到靈活擴展的呢？下面舉幾個栗子來闡述下：數據庫

  1. JDBC驅動加載案例：利用Java的SPI機制，咱們能夠根據不一樣的數據庫廠商來引入不一樣的JDBC驅動包；
  2. SpringBoot的SPI機制：咱們能夠在spring.factories中加上咱們自定義的自動配置類，事件監聽器或初始化器等；
  3. Dubbo的SPI機制：Dubbo更是把SPI機制應用的淋漓盡致，Dubbo基本上自身的每一個功能點都提供了擴展點，好比提供了集羣擴展，路由擴展和負載均衡擴展等差很少接近30個擴展點。若是Dubbo的某個內置實現不符合咱們的需求，那麼咱們只要利用其SPI機制將咱們的實現替換掉Dubbo的實現便可。

上面的三個栗子先讓咱們直觀感覺下某些框架利用SPI機制是如何作到靈活擴展的。apache

3 如何使用Java的SPI？

咱們先來看看如何使用Java自帶的SPI。
先定義一個Developer接口設計模式

// Developer.java

package com.ymbj.spi;

public interface Developer {
    void sayHi();
}

再定義兩個Developer接口的兩個實現類：api

// JavaDeveloper.java

package com.ymbj.spi;

public class JavaDeveloper implements Developer {

    @Override
    public void sayHi() {
        System.out.println("Hi, I am a Java Developer.");
    }
}
// PythonDeveloper.java

package com.ymbj.spi;

public class PythonDeveloper implements Developer {

    @Override
    public void sayHi() {
        System.out.println("Hi, I am a Python Developer.");
    }
}

而後再在項目resources目錄下新建一個META-INF/services文件夾，而後再新建一個以Developer接口的全限定名命名的文件，文件內容爲：數組

// com.ymbj.spi.Developer文件

com.ymbj.spi.JavaDeveloper
com.ymbj.spi.PythonDeveloper

最後咱們再新建一個測試類JdkSPITest：

// JdkSPITest.java

public class JdkSPITest {

    @Test
    public void testSayHi() throws Exception {
        ServiceLoader<Developer> serviceLoader = ServiceLoader.load(Developer.class);
        serviceLoader.forEach(Developer::sayHi);
    }
}

運行上面那個測試類，運行成功結果以下截圖所示：

由上面簡單的Demo咱們知道了如何使用Java的SPI機制來實現擴展點加載，下面推薦一篇文章JAVA拾遺--關於SPI機制,經過這篇文章,相信你們對Java的SPI會有一個比較深入的理解，特別是JDBC加載驅動這方面。

4 Java的SPI機制的源碼解讀

經過前面擴展Developer接口的簡單Demo，咱們看到Java的SPI機制實現跟ServiceLoader這個類有關，那麼咱們先來看下ServiceLoader的類結構代碼：

// ServiceLoader實現了【Iterable】接口
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;
    // 構造方法
    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();
    }
    
    // ...暫時省略相關代碼
    
    // ServiceLoader的內部類LazyIterator,實現了【Iterator】接口
    // 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;
        }
        // 覆寫Iterator接口的hasNext方法
        public boolean hasNext() {
            // ...暫時省略相關代碼
        }
        // 覆寫Iterator接口的next方法
        public S next() {
            // ...暫時省略相關代碼
        }
        // 覆寫Iterator接口的remove方法
        public void remove() {
            // ...暫時省略相關代碼
        }

    }

    // 覆寫Iterable接口的iterator方法，返回一個迭代器
    public Iterator<S> iterator() {
        // ...暫時省略相關代碼
    }

    // ...暫時省略相關代碼

}

能夠看到，ServiceLoader實現了Iterable接口，覆寫其iterator方法能產生一個迭代器；同時ServiceLoader有一個內部類LazyIterator，而LazyIterator又實現了Iterator接口，說明LazyIterator是一個迭代器。

4.1 ServiceLoader.load方法，爲加載服務提供者實現類作前期準備

那麼咱們如今開始探究Java的SPI機制的源碼，
先來看JdkSPITest的第一句代碼ServiceLoader<Developer> serviceLoader = ServiceLoader.load(Developer.class);中的ServiceLoader.load(Developer.class);的源碼：

// ServiceLoader.java

public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) {
    //獲取當前線程上下文類加載器 
    ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
    // 將service接口類和線程上下文類加載器做爲參數傳入，繼續調用load方法
    return ServiceLoader.load(service, cl);
}

咱們再來看下ServiceLoader.load(service, cl);方法：

// ServiceLoader.java

public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service,
                                        ClassLoader loader)
{
    // 將service接口類和線程上下文類加載器做爲構造參數，新建了一個ServiceLoader對象
    return new ServiceLoader<>(service, loader);
}

繼續看new ServiceLoader<>(service, loader);是如何構建的？

// ServiceLoader.java

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();
}

能夠看到在構建ServiceLoader對象時除了給其成員屬性賦值外，還調用了reload方法：

// ServiceLoader.java

public void reload() {
    providers.clear();
    lookupIterator = new LazyIterator(service, loader);
}

能夠看到在reload方法中又新建了一個LazyIterator對象，而後賦值給lookupIterator。

// ServiceLoader$LazyIterator.java

private LazyIterator(Class<S> service, ClassLoader loader) {
    this.service = service;
    this.loader = loader;
}

能夠看到在構建LazyIterator對象時，也只是給其成員變量service和loader屬性賦值呀，咱們一路源碼跟下來，也沒有看到去META-INF/services文件夾加載Developer接口的實現類！這就奇怪了，咱們都被ServiceLoader的load方法名騙了。

還記得分析前面的代碼時新建了一個LazyIterator對象嗎？Lazy顧名思義是懶的意思，Iterator就是迭代的意思。咱們此時猜想那麼LazyIterator對象的做用應該就是在迭代的時候再去加載Developer接口的實現類了。

4.2 ServiceLoader.iterator方法，實現服務提供者實現類的懶加載

咱們如今再來看JdkSPITest的第二句代碼serviceLoader.forEach(Developer::sayHi);，執行這句代碼後最終會調用serviceLoader的iterator方法：

// serviceLoader.java

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;
            // 調用lookupIterator即LazyIterator的hasNext方法
            // 能夠看到是委託給LazyIterator的hasNext方法來實現
            return lookupIterator.hasNext();
        }

        public S next() {
            if (knownProviders.hasNext())
                return knownProviders.next().getValue();
            // 調用lookupIterator即LazyIterator的next方法
            // 能夠看到是委託給LazyIterator的next方法來實現
            return lookupIterator.next();
        }

        public void remove() {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }

    };
}

能夠看到調用serviceLoader的iterator方法會返回一個匿名的迭代器對象，而這個匿名迭代器對象其實至關於一個門面類，其覆寫的hasNext和next方法又分別委託LazyIterator的hasNext和next方法來實現了。

咱們繼續調試，發現接下來會進入LazyIterator的hasNext方法：

// serviceLoader$LazyIterator.java

public boolean hasNext() {
    if (acc == null) {
        // 調用hasNextService方法
        return hasNextService();
    } else {
        PrivilegedAction<Boolean> action = new PrivilegedAction<Boolean>() {
            public Boolean run() { return hasNextService(); }
        };
        return AccessController.doPrivileged(action, acc);
    }
}

繼續跟進hasNextService方法：

// serviceLoader$LazyIterator.java

private boolean hasNextService() {
    if (nextName != null) {
        return true;
    }
    if (configs == null) {
        try {
            // PREFIX = "META-INF/services/"
            // service.getName()即接口的全限定名
            // 還記得前面的代碼構建LazyIterator對象時已經給其成員屬性service賦值嗎
            String fullName = PREFIX + service.getName();
            // 加載META-INF/services/目錄下的接口文件中的服務提供者類
            if (loader == null)
                configs = ClassLoader.getSystemResources(fullName);
            else
                // 還記得前面的代碼構建LazyIterator對象時已經給其成員屬性loader賦值嗎
                configs = loader.getResources(fullName);
        } catch (IOException x) {
            fail(service, "Error locating configuration files", x);
        }
    }
    while ((pending == null) || !pending.hasNext()) {
        if (!configs.hasMoreElements()) {
            return false;
        }
        // 返回META-INF/services/目錄下的接口文件中的服務提供者類並賦值給pending屬性
        pending = parse(service, configs.nextElement());
    }
    // 而後取出一個全限定名賦值給LazyIterator的成員變量nextName
    nextName = pending.next();
    return true;
}

能夠看到在執行LazyIterator的hasNextService方法時最終將去META-INF/services/目錄下加載接口文件的內容即加載服務提供者實現類的全限定名，而後取出一個服務提供者實現類的全限定名賦值給LazyIterator的成員變量nextName。到了這裏，咱們就明白了LazyIterator的做用真的是懶加載，在用到的時候纔會去加載。

思考：爲什麼這裏要用懶加載呢？懶加載的思想是怎樣的呢？懶加載有啥好處呢？你還能舉出其餘懶加載的案例嗎？

一樣，執行完LazyIterator的hasNext方法後，會繼續執行LazyIterator的next方法：

// serviceLoader$LazyIterator.java

public S next() {
    if (acc == null) {
        // 調用nextService方法
        return nextService();
    } else {
        PrivilegedAction<S> action = new PrivilegedAction<S>() {
            public S run() { return nextService(); }
        };
        return AccessController.doPrivileged(action, acc);
    }
}

咱們繼續跟進nextService方法：

// serviceLoader$LazyIterator.java

private S nextService() {
    if (!hasNextService())
        throw new NoSuchElementException();
    // 還記得在hasNextService方法中爲nextName賦值過服務提供者實現類的全限定名嗎
    String cn = nextName;
    nextName = null;
    Class<?> c = null;
    try {
        // 【1】去classpath中根據傳入的類加載器和服務提供者實現類的全限定名去加載服務提供者實現類
        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 {
        // 【2】實例化剛纔加載的服務提供者實現類，並進行轉換
        S p = service.cast(c.newInstance());
        // 【3】最終將實例化後的服務提供者實現類放進providers集合
        providers.put(cn, p);
        return p;
    } catch (Throwable x) {
        fail(service,
             "Provider " + cn + " could not be instantiated",
             x);
    }
    throw new Error();          // This cannot happen
}

能夠看到LazyIterator的nextService方法最終將實例化以前加載的服務提供者實現類，並放進providers集合中，隨後再調用服務提供者實現類的方法（好比這裏指JavaDeveloper的sayHi方法）。注意，這裏是加載一個服務提供者實現類後，若main函數中有調用該服務提供者實現類的方法的話，緊接着會調用其方法；而後繼續實例化下一個服務提供者類。

設計模式：能夠看到，Java的SPI機制實現代碼中應用了迭代器模式，迭代器模式屏蔽了各類存儲對象的內部結構差別，提供一個統一的視圖來遍歷各個存儲對象（存儲對象能夠爲集合，數組等）。 java.util.Iterator也是迭代器模式的實現：同時Java的各個集合類通常實現了 Iterable接口，實現了其 iterator方法從而得到 Iterator接口的實現類對象（通常爲集合內部類），而後再利用 Iterator對象的實現類的 hasNext和 next方法來遍歷集合元素。

5 JDBC驅動加載源碼解讀

前面分析了Java的SPI機制的源碼實現，如今咱們再來看下Java的SPI機制的實際案例的應用。

咱們都知道，JDBC驅動加載是Java的SPI機制的典型應用案例。JDBC主要提供了一套接口規範，而這套規範的api在java的核心庫（rt.jar）中實現，而不一樣的數據庫廠商只要編寫符合這套JDBC接口規範的驅動代碼，那麼就能夠用Java語言來鏈接數據庫了。

java的核心庫（rt.jar）中跟JDBC驅動加載的最核心的接口和類分別是java.sql.Driver接口和java.sql.DriverManager類，其中java.sql.Driver是各個數據庫廠商的驅動類要實現的接口，而DriverManager是用來管理數據庫的驅動類的，值得注意的是DriverManager這個類有一個registeredDrivers集合屬性，用來存儲數據庫的驅動類。

// DriverManager.java

// List of registered JDBC drivers
private final static CopyOnWriteArrayList<DriverInfo> registeredDrivers = new CopyOnWriteArrayList<>();

這裏以加載Mysql驅動爲例來分析JDBC驅動加載的源碼。

咱們的項目引入mysql-connector-java依賴（這裏的版本是5.1.47）後，那麼Mysql的驅動實現類文件以下圖所示：


能夠看到Mysql的驅動包中有兩個Driver驅動類，分別是com.mysql.jdbc.Driver和com.mysql.fabric.jdbc.FabricMySQLDriver，默認狀況下通常咱們只用到前者。

5.1 利用Java的SPI加載Mysql的驅動類

那麼接下來咱們就來探究下JDBC驅動加載的代碼是如何實現的。

先來看一下一個簡單的JDBC的測試代碼：

// JdbcTest.java

public class JdbcTest {
    public static void main(String[] args) {
        Connection connection = null;  
        Statement statement = null;
        ResultSet rs = null;

        try {
            // 注意：在JDBC 4.0規範中，這裏能夠不用再像之前那樣編寫顯式加載數據庫的代碼了
            // Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
            // 獲取數據庫鏈接，注意【這裏將會加載mysql的驅動包】
            /***************【主線，切入點】****************/
            connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/jdbc", "root", "123456");
            // 建立Statement語句
            statement = connection.createStatement();
            // 執行查詢語句
            rs = statement.executeQuery("select * from user");
            // 遍歷查詢結果集
            while(rs.next()){
                String name = rs.getString("name");
                System.out.println(name);
            }
        } catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // ...省略釋放資源的代碼
        }
    }
}

在JdbcTest的main函數調用DriverManager的getConnection方法時，此時必然會先執行DriverManager類的靜態代碼塊的代碼，而後再執行getConnection方法，那麼先來看下DriverManager的靜態代碼塊：

// DriverManager.java

static {
    // 加載驅動實現類
    loadInitialDrivers();
    println("JDBC DriverManager initialized");
}

繼續跟進loadInitialDrivers的代碼：

// DriverManager.java

private static void loadInitialDrivers() {
    String drivers;
    try {
        drivers = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<String>() {
            public String run() {
                return System.getProperty("jdbc.drivers");
            }
        });
    } catch (Exception ex) {
        drivers = null;
    }
    AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
        public Void run() {
            // 來到這裏，是否是感受似曾相識，對，沒錯，咱們在前面的JdkSPITest代碼中執行過下面的兩句代碼
            // 這句代碼前面已經分析過，這裏不會真正加載服務提供者實現類
            // 而是實例化一個ServiceLoader對象且實例化一個LazyIterator對象用於懶加載
            ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
            // 調用ServiceLoader的iterator方法，在迭代的同時，也會去加載並實例化META-INF/services/java.sql.Driver文件
            // 的com.mysql.jdbc.Driver和com.mysql.fabric.jdbc.FabricMySQLDriver兩個驅動類
            /****************【主線，重點關注】**********************/
            Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator();
            try{
                while(driversIterator.hasNext()) {
                    driversIterator.next();
                }
            } catch(Throwable t) {
            // Do nothing
            }
            return null;
        }
    });

    println("DriverManager.initialize: jdbc.drivers = " + drivers);

    if (drivers == null || drivers.equals("")) {
        return;
    }
    String[] driversList = drivers.split(":");
    println("number of Drivers:" + driversList.length);
    for (String aDriver : driversList) {
        try {
            println("DriverManager.Initialize: loading " + aDriver);
            Class.forName(aDriver, true,
                    ClassLoader.getSystemClassLoader());
        } catch (Exception ex) {
            println("DriverManager.Initialize: load failed: " + ex);
        }
    }
}

在上面的代碼中，咱們能夠看到Mysql的驅動類加載主要是利用Java的SPI機制實現的，即利用ServiceLoader來實現加載並實例化Mysql的驅動類。

5.2 註冊Mysql的驅動類

那麼，上面的代碼只是Mysql驅動類的加載和實例化，那麼，驅動類又是如何被註冊進DriverManager的registeredDrivers集合的呢？

這時，咱們注意到com.mysql.jdbc.Driver類裏面也有個靜態代碼塊，即實例化該類時確定會觸發該靜態代碼塊代碼的執行，那麼咱們直接看下這個靜態代碼塊作了什麼事情：

// com.mysql.jdbc.Driver.java

// Register ourselves with the DriverManager
static {
    try {
        // 將本身註冊進DriverManager類的registeredDrivers集合
        java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());
    } catch (SQLException E) {
        throw new RuntimeException("Can't register driver!");
    }
}

能夠看到，原來就是Mysql驅動類com.mysql.jdbc.Driver在實例化的時候，利用執行其靜態代碼塊的時機時將本身註冊進DriverManager的registeredDrivers集合中。

好，繼續跟進DriverManager的registerDriver方法：

// DriverManager.java

public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver)
    throws SQLException {
    // 繼續調用registerDriver方法
    registerDriver(driver, null);
}

public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver,
        DriverAction da)
    throws SQLException {

    /* Register the driver if it has not already been added to our list */
    if(driver != null) {
        // 將driver驅動類實例註冊進registeredDrivers集合
        registeredDrivers.addIfAbsent(new DriverInfo(driver, da));
    } else {
        // This is for compatibility with the original DriverManager
        throw new NullPointerException();
    }
    println("registerDriver: " + driver);
}

分析到了這裏，咱們就明白了Java的SPI機制是如何加載Mysql的驅動類的並如何將Mysql的驅動類註冊進DriverManager的registeredDrivers集合中的。

5.3 使用以前註冊的Mysql驅動類鏈接數據庫

既然Mysql的驅動類已經被註冊進來了，那麼什麼時候會被用到呢？

咱們要鏈接Mysql數據庫，天然須要用到Mysql的驅動類，對吧。此時咱們回到JDBC的測試代碼JdbcTest類的connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/jdbc", "root", "123456");這句代碼中，看一下getConnection的源碼：

// DriverManager.java

@CallerSensitive
public static Connection getConnection(String url,
    String user, String password) throws SQLException {
    java.util.Properties info = new java.util.Properties();

    if (user != null) {
        info.put("user", user);
    }
    if (password != null) {
        info.put("password", password);
    }
    // 繼續調用getConnection方法來鏈接數據庫
    return (getConnection(url, info, Reflection.getCallerClass()));
}

繼續跟進getConnection方法：

// DriverManager.java

private static Connection getConnection(
        String url, java.util.Properties info, Class<?> caller) throws SQLException {
        
        ClassLoader callerCL = caller != null ? caller.getClassLoader() : null;
        synchronized(DriverManager.class) {
            // synchronize loading of the correct classloader.
            if (callerCL == null) {
                callerCL = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
            }
        }
        if(url == null) {
            throw new SQLException("The url cannot be null", "08001");
        }
        println("DriverManager.getConnection(\"" + url + "\")");
        // Walk through the loaded registeredDrivers attempting to make a connection.
        // Remember the first exception that gets raised so we can reraise it.
        SQLException reason = null;
        // 遍歷registeredDrivers集合，注意以前加載的Mysql驅動類實例被註冊進這個集合
        for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) {
            // If the caller does not have permission to load the driver then
            // skip it.
            // 判斷有無權限
            if(isDriverAllowed(aDriver.driver, callerCL)) {
                try {
                    println("    trying " + aDriver.driver.getClass().getName());
                    // 利用Mysql驅動類來鏈接數據庫
                    /*************【主線，重點關注】*****************/
                    Connection con = aDriver.driver.connect(url, info);
                    // 只要鏈接上，那麼加載的其他驅動類好比FabricMySQLDriver將會忽略，由於下面直接返回了
                    if (con != null) {
                        // Success!
                        println("getConnection returning " + aDriver.driver.getClass().getName());
                        return (con);
                    }
                } catch (SQLException ex) {
                    if (reason == null) {
                        reason = ex;
                    }
                }

            } else {
                println("    skipping: " + aDriver.getClass().getName());
            }

        }

        // if we got here nobody could connect.
        if (reason != null)    {
            println("getConnection failed: " + reason);
            throw reason;
        }

        println("getConnection: no suitable driver found for "+ url);
        throw new SQLException("No suitable driver found for "+ url, "08001");
    }

能夠看到，DriverManager的getConnection方法會從registeredDrivers集合中拿出剛纔加載的Mysql驅動類來鏈接數據庫。

好了，到了這裏，JDBC驅動加載的源碼就基本分析完了。

6 線程上下文類加載器

前面基本分析完了JDBC驅動加載的源碼，可是還有一個很重要的知識點還沒講解，那就是破壞類加載機制的雙親委派模型的線程上下文類加載器。

咱們都知道，JDBC規範的相關類（好比前面的java.sql.Driver和java.sql.DriverManager）都是在Jdk的rt.jar包下，意味着這些類將由啓動類加載器(BootstrapClassLoader)加載；而Mysql的驅動類由外部數據庫廠商實現，當驅動類被引進項目時也是位於項目的classpath中,此時啓動類加載器確定是不可能加載這些驅動類的呀，此時該怎麼辦？

因爲類加載機制的雙親委派模型在這方面的缺陷，所以只能打破雙親委派模型了。由於項目classpath中的類是由應用程序類加載器(AppClassLoader)來加載，因此咱們能否"逆向"讓啓動類加載器委託應用程序類加載器去加載這些外部數據庫廠商的驅動類呢？若是能夠，咱們怎樣才能作到讓啓動類加載器委託應用程序類加載器去加載
classpath中的類呢？

答案確定是能夠的，咱們能夠將應用程序類加載器設置進線程裏面，即線程裏面新定義一個類加載器的屬性contextClassLoader，而後在某個時機將應用程序類加載器設置進線程的contextClassLoader這個屬性裏面，若是沒有設置的話，那麼默認就是應用程序類加載器。而後啓動類加載器去加載java.sql.Driver和java.sql.DriverManager等類時，同時也會從當前線程中取出contextClassLoader即應用程序類加載器去classpath中加載外部廠商提供的JDBC驅動類。所以，經過破壞類加載機制的雙親委派模型，利用線程上下文類加載器完美的解決了該問題。

此時咱們再回過頭來看下在加載Mysql驅動時是何時獲取的線程上下文類加載器呢？

答案就是在DriverManager的loadInitialDrivers方法調用了ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);這句代碼，而取出線程上下文類加載器就是在ServiceLoader的load方法中取出：

public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) {
    // 取出線程上下文類加載器取出的是contextClassLoader，而contextClassLoader裝的應用程序類加載器
    ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
    // 把剛纔取出的線程上下文類加載器做爲參數傳入，用於後去加載classpath中的外部廠商提供的驅動類
    return ServiceLoader.load(service, cl);
}

所以，到了這裏，咱們就明白了線程上下文類加載器在加載JDBC驅動包中充當的做用了。此外，咱們應該知道，Java的絕大部分涉及SPI的加載都是利用線程上下文類加載器來完成的，好比JNDI,JCE,JBI等。

擴展：打破類加載機制的雙親委派模型的還有代碼的熱部署等，另外，Tomcat的類加載機制也值得一讀。

注：如有些小夥伴對類加載機制的雙親委派模型不清楚的話，推薦徹底理解雙親委派模型與自定義 ClassLoader這篇文了解下。

7 擴展：Dubbo的SPI機制

前面也講到Dubbo框架身上到處是SPI機制的應用，能夠說到處都是擴展點，真的是把SPI機制應用的淋漓盡致。可是Dubbo沒有采用默認的Java的SPI機制，而是本身實現了一套SPI機制。

那麼，Dubbo爲何沒有采用Java的SPI機制呢？

緣由主要有兩個：

  1. Java的SPI機制會一次性實例化擴展點全部實現，若是有擴展實現初始化很耗時，但若是沒用上也加載，會很浪費資源;
  2. Java的SPI機制沒有Ioc和AOP的支持，所以Dubbo用了本身的SPI機制：增長了對擴展點IoC和AOP的支持，一個擴展點能夠直接setter注入其它擴展點。

因爲以上緣由，Dubbo自定義了一套SPI機制，用於加載本身的擴展點。關於Dubbo的SPI機制這裏再也不詳述，感興趣的小夥伴們能夠去Dubbo官網看看是如何擴展Dubbo的SPI的？還有其官網也有Duboo的SPI的源碼分析文章。

8 小結

好了，Java的SPI機制就解讀到這裏了，先將前面的知識點再總結下：

  1. Java的SPI機制的使用；
  2. Java的SPI機制的原理；
  3. JDBC驅動的加載原理；
  4. 線程上下文類加載器在JDBC驅動加載中的做用；
  5. 簡述了Duboo的SPI機制。

原創不易，幫忙點個讚唄！

因爲筆者水平有限，若文中有錯誤還請指出，謝謝。

參考：

1，http://dubbo.apache.org/zh-cn...

2，《深刻理解Java虛擬機》

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