源码级深度理解 Java SPI( 三 ) _生活百科

学习过 JVM 的读者，想必都了解过类加载器的双亲委派模型（Parents Delegation Model）。双亲委派模型要求除了顶层的 BootstrapClassLoader 外，其余的类加载器都应有自己的父类加载器。这里类加载器之间的父子关系一般通过组合（Composition）关系来实现，而不是通过继承（Inheritance）的关系实现。
双亲委派机制约定了：一个类加载器首先将类加载请求传送到父类加载器，只有当父类加载器无法完成类加载请求时才尝试加载。
双亲委派的好处：使得 Java 类伴随着它的类加载器，天然具备一种带有优先级的层次关系，从而使得类加载得到统一，不会出现重复加载的问题：

系统类防止内存中出现多份同样的字节码
保证 Java 程序安全稳定运行

例如：java.lang.Object 存放在 rt.jar 中，如果编写另外一个 java.lang.Object 的类并放到 classpath 中，程序可以编译通过。因为双亲委派模型的存在，所以在 rt.jar 中的 Object 比在 classpath 中的 Object 优先级更高，因为 rt.jar 中的 Object 使用的是启动类加载器，而 classpath 中的 Object 使用的是应用程序类加载器。正因为 rt.jar 中的 Object 优先级更高，因为程序中所有的 Object 都是这个 Object 。
双亲委派的限制：子类加载器可以使用父类加载器已经加载的类，而父类加载器无法使用子类加载器已经加载的。——这就导致了双亲委派模型并不能解决所有的类加载器问题。Java SPI 就面临着这样的问题：

SPI 的接口是 Java 核心库的一部分，是由 BootstrapClassLoader 加载的；
而 SPI 实现的 Java 类一般是由 AppClassLoader 来加载的。BootstrapClassLoader 是无法找到 SPI 的实现类的，因为它只加载 Java 的核心库。它也不能代理给 AppClassLoader，因为它是最顶层的类加载器。这也解释了本节开始的问题——为什么加载 SPI 服务时，需要指定类加载器 ClassLoader 呢？因为如果不指定 ClassLoader，则无法获取 SPI 服务。

如果不做任何的设置，Java 应用的线程的上下文类加载器默认就是 AppClassLoader 。在核心类库使用 SPI 接口时，传递的类加载器使用线程上下文类加载器，就可以成功的加载到 SPI 实现的类。线程上下文类加载器在很多 SPI 的实现中都会用到。
通常可以通过Thread.currentThread().getClassLoader()和 Thread.currentThread().getContextClassLoader() 获取线程上下文类加载器。
3.4 Java SPI 的不足Java SPI 存在一些不足：

不能按需加载，需要遍历所有的实现，并实例化，然后在循环中才能找到我们需要的实现。如果不想用某些实现类，或者某些类实例化很耗时，它也被载入并实例化了，这就造成了浪费。
获取某个实现类的方式不够灵活，只能通过 Iterator 形式获?。?不能根据某个参数来获取对应的实现类。
多个并发多线程使用 ServiceLoader 类的实例是不安全的。

四、SPI 应用场景SPI 在 Java 开发中应用十分广泛。首先，在 Java 的 java.util.spi package 中就约定了很多 SPI 接口。下面，列举一些 SPI 接口：

TimeZoneNameProvider: 为 TimeZone 类提供本地化的时区名称。
DateFormatProvider: 为指定的语言环境提供日期和时间格式。
NumberFormatProvider: 为 NumberFormat 类提供货币、整数和百分比值。
Driver: 从 4.0 版开始，JDBC API 支持 SPI 模式。旧版本使用 Class.forName() 方法加载驱动程序。
PersistenceProvider: 提供 JPA API 的实现。
等等

除此以外，SPI 还有很多应用，下面列举几个经典案例。
4.1 SPI 应用案例之 JDBC DriverManager作为 Java 工程师，尤其是 CRUD 工程师，相必都非常熟悉 JDBC 。众所周知，关系型数据库有很多种，如：MySQL、Oracle、PostgreSQL 等等。JDBC 如何识别各种数据库的驱动呢？
4.1.1 创建数据库连接我们先回顾一下，JDBC 如何创建数据库连接的呢？
在 JDBC4.0 之前，连接数据库的时候，通常会用 Class.forName(XXX) 方法来加载数据库相应的驱动，然后再获取数据库连接，继而进行 CRUD 等操作。
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")而 JDBC4.0 之后，不再需要用Class.forName(XXX) 方法来加载数据库驱动，直接获取连接就可以了。显然，这种方式很方便，但是如何做到的呢？
（1）JDBC 接口：首先，Java 中内置了接口 java.sql.Driver 。
（2）JDBC 接口实现：各个数据库的驱动自行实现 java.sql.Driver 接口，用于管理数据库连接。