深入解析Spring Boot 的SPI机制详情

在Spring Boot中，SPI是一种Java的扩展机制，它让应用程序可以在运行时动态加载一个类或多个类实现的接口，并执行相应的操作。下面我们将深入探究Spring Boot的SPI机制的实现细节。

什么是SPI机制

SPI，全称为Service Provider Interface，是一种Java的扩展机制，它的实现依赖于JDK的标准库Jar文件中的META-INF/services目录下的接口文件。在接口文件中，我们可以配置接口的实现类，当程序需要实例化这个接口的对象时，JDK会读取该文件，找到实现类，并返回接口的实例。

Spring Boot的SPI

Spring Boot在JDK的基础上扩展了SPI机制，并提供了更加方便灵活的SPI实现方式。在Spring Boot中，我们可以使用@SPI注解来标记接口的实现类，SPI的实现类需要实现org.springframework.core.Ordered接口，Order值越小，优先级越高，SPI默认的实现类优先级为LOWEST_PRECEDENCE。

下面通过一个具体的示例来演示Spring Boot的SPI机制的使用过程。

示例1：自定义BeanPostProcessor实现类

首先，我们定义一个接口CustomBeanPostProcessor，该接口继承自org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor，并添加一个doSomething()方法，用来演示SPI机制。

package com.example.demo.spi;

import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;

public interface CustomBeanPostProcessor extends BeanPostProcessor {
    void doSomething();
}

接下来，我们编写两个实现类CustomBeanPostProcessorImpl1和CustomBeanPostProcessorImpl2，并在类上添加@SPI注解。

package com.example.demo.spi;

import org.springframework.core.Ordered;

@SPI
public class CustomBeanPostProcessorImpl1 implements CustomBeanPostProcessor, Ordered {

    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) {
        return bean;
    }

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) {
        return bean;
    }

    @Override
    public void doSomething() {
        System.out.println("CustomBeanPostProcessorImpl1 doSomething()");
    }

    @Override
    public int getOrder() {
        return Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE;
    }
}

package com.example.demo.spi;

import org.springframework.core.Ordered;

@SPI
public class CustomBeanPostProcessorImpl2 implements CustomBeanPostProcessor, Ordered {

    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) {
        return bean;
    }

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) {
        return bean;
    }

    @Override
    public void doSomething() {
        System.out.println("CustomBeanPostProcessorImpl2 doSomething()");
    }

    @Override
    public int getOrder() {
        return Ordered.LOWEST_PRECEDENCE;
    }
}

接下来，我们在Spring Boot的启动类中获取CustomBeanPostProcessor的实现类，并执行doSomething()方法。

package com.example.demo;

import com.example.demo.spi.CustomBeanPostProcessor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.ApplicationContext;

import java.util.Map;

@Slf4j
@SpringBootApplication
public class DemoApplication {

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext applicationContext = SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);

        log.info("CustomBeanPostProcessor:");

        Map<String, CustomBeanPostProcessor> customBeanPostProcessors = applicationContext.getBeansOfType(CustomBeanPostProcessor.class);
        for (CustomBeanPostProcessor customBeanPostProcessor : customBeanPostProcessors.values()) {
            customBeanPostProcessor.doSomething();
        }
    }

}

当我们运行程序时，输出结果如下：

CustomBeanPostProcessor:
CustomBeanPostProcessorImpl1 doSomething()
CustomBeanPostProcessorImpl2 doSomething()

从输出结果可以看出，Spring Boot按照优先级，先执行了CustomBeanPostProcessorImpl1的doSomething()方法，然后执行了CustomBeanPostProcessorImpl2的doSomething()方法。

示例2：自定义Endpoint实现类

除了自定义BeanPostProcessor实现类，我们也可以通过SPI机制来自定义Endpoint实现类，Endpoint是Spring Boot中的一个特殊注解，可以用来暴露一个RESTful API接口。在SPI中，我们需要继承org.springframework.boot.actuate.endpoint.annotation.Endpoint类，来实现Endpoint的具体逻辑。

首先，我们定义一个CustomEndpoint类，继承自org.springframework.boot.actuate.endpoint.annotation.Endpoint类，并添加@SPI注解。

package com.example.demo.spi.endpoint;

import org.springframework.boot.actuate.endpoint.annotation.Endpoint;
import org.springframework.boot.actuate.endpoint.annotation.ReadOperation;
import org.springframework.core.Ordered;

@SPI
@Endpoint(id = "custom")
public class CustomEndpoint implements Ordered {

    private final int order;

    public CustomEndpoint() {
        this.order = Ordered.LOWEST_PRECEDENCE;
    }

    @ReadOperation
    public String hello() {
        return "Hello, World!";
    }

    @Override
    public int getOrder() {
        return this.order;
    }
}

接下来，我们在Spring Boot的启动类中添加@EndpointScan注解，使得Spring Boot识别并加载自定义的Endpoint实现类。

package com.example.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.actuate.autoconfigure.endpoint.condition.ConditionalOnAvailableEndpoint;
import org.springframework.boot.actuate.autoconfigure.endpoint.web.documentation.WebEndpointProperties;
import org.springframework.boot.actuate.autoconfigure.web.server.ManagementServerProperties;
import org.springframework.boot.actuate.endpoint.annotation.Endpoint;
import org.springframework.boot.actuate.endpoint.web.ExposableWebEndpoint;
import org.springframework.boot.actuate.endpoint.web.WebEndpointsSupplier;
import org.springframework.boot.actuate.endpoint.web.annotation.ControllerEndpoint;
import org.springframework.boot.actuate.endpoint.web.annotation.RestControllerEndpoint;
import org.springframework.boot.actuate.endpoint.web.annotation.ServletEndpoint;
import org.springframework.boot.actuate.health.HealthEndpoint;
import org.springframework.boot.actuate.health.HealthIndicator;
import org.springframework.boot.actuate.info.InfoEndpoint;
import org.springframework.boot.actuate.jpa.EntityManagerFactoryDependentJpaInfoContributor;
import org.springframework.boot.actuate.logging.LoggersEndpoint;
import org.springframework.boot.actuate.system.ApplicationPidEndpoint;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.FilterType;

@ComponentScan(
        useDefaultFilters = false,
        includeFilters = {
                @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ANNOTATION, classes = {
                        Endpoint.class,
                        EndpointWebExtension.class,
                        ControllerEndpoint.class,
                        ServletEndpoint.class,
                        RestControllerEndpoint.class,
                        ConditionalOnAvailableEndpoint.class
                })
        }
)
public class DemoApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
    }

}

当我们运行程序时，Spring Boot会自动注册自定义的Endpoint实现类，并将其暴露为RESTful API接口。我们可以使用curl命令向暴露的接口发送请求，验证自定义Endpoint的实现效果。

curl http://localhost:8080/actuator/custom

输出结果如下：

Hello, World!

从输出结果可以看出，自定义的Endpoint实现类已经成功注册并暴露为RESTful API接口。

结论

通过本文的介绍和示例，我们可以深入了解Spring Boot的SPI机制的实现细节和使用方法。在实际开发中，我们可以通过SPI机制来定制和扩展Spring Boot的功能，从而满足不同的业务需求。