JAVA ServiceLoader详解

ServiceLoader与ClassLoader是Java中2个即相互区别又相互联系的加载器.JVM利用ClassLoader将类载入内存，这是一个类声明周期的第一步（一个java类的完整的生命周期会经历加载、连接、初始化、使用、和卸载五个阶段，当然也有在加载或者连接之后没有被初始化就直接被使用的情况）。详情请参阅：详解Java类的生命周期

那ServiceLoader又是什么呢？ServiceLoader：一个简单的服务提供者加载设施。服务 是一个熟知的接口和类（通常为抽象类）集合。服务提供者 是服务的特定实现。提供者中的类通常实现接口，并子类化在服务本身中定义的子类。服务提供者可以以扩展的形式安装在 Java 平台的实现中，也就是将 jar 文件放入任意常用的扩展目录中。也可通过将提供者加入应用程序类路径，或者通过其他某些特定于平台的方式使其可用。……唯一强制要求的是，提供者类必须具有不带参数的构造方法，以便它们可以在加载中被实例化。

通过在资源目录META-INF/services中放置提供者配置文件 来标识服务提供者。文件名称是服务类型的完全限定二进制名称。该文件包含一个具体提供者类的完全限定二进制名称列表，每行一个。忽略各名称周围的空格、制表符和空行。注释字符为'#'('\u0023', NUMBER SIGN)；忽略每行第一个注释字符后面的所有字符。文件必须使用 UTF-8 编码。 

以延迟方式查找和实例化提供者，也就是说根据需要进行。服务加载器维护到目前为止已经加载的提供者缓存。每次调用 iterator 方法返回一个迭代器，它首先按照实例化顺序生成缓存的所有元素，然后以延迟方式查找和实例化所有剩余的提供者，依次将每个提供者添加到缓存。可以通过 reload 方法清除缓存。

……

以上来源于Java API里的说明，也许说的很专业，让我们有点晕头转向，我们可以简单的认为：ServiceLoader也像ClassLoader一样，能装载类文件，但是使用时有区别，具体区别如下：（1） ServiceLoader装载的是一系列有某种共同特征的实现类，而ClassLoader是个万能加载器；（2）ServiceLoader装载时需要特殊的配置，使用时也与ClassLoader有所区别；（3）ServiceLoader还实现了Iterator接口。[如有错误或不到的地方敬请指出，互相学习：）]

下面是关于ServiceLoader的简单的例子，仅供参考

（1）基础服务：IService

package com.service;
public interface IService {
    String sayHello();
    String getScheme();
}

（2）具体服务实现1：HDFSService

package com.impl;
import com.service.IService;
public class HDFSService implements IService {
    @Override
    public String sayHello() {
        return "Hello HDFSService" ;
    }
    @Override
    public String getScheme() {
        return "hdfs" ;
    }
}

（3）具体服务实现2：LocalService

package com.impl;
import com.service.IService;
public class LocalService  implements IService {
    @Override
    public String sayHello() {
        return "Hello LocalService" ;
    }
    @Override
    public String getScheme() {
        return "local" ;
    }
}

（4）配置：META-INF/services/com.service.IService

com.impl.HDFSService
com.impl.LocalService

(5)测试类

package com.test;
import java.util.ServiceLoader;
import com.service.IService;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ServiceLoader<IService> serviceLoader  = ServiceLoader.load(IService. class );
        for (IService service : serviceLoader) {
            System.out.println(service.getScheme()+ "=" +service.sayHello());
        }
    }
}

结果：

hdfs=Hello HDFSService
local=Hello LocalService

可以看到ServiceLoader可以根据IService把定义的两个实现类找出来，返回一个ServiceLoader的实现，而ServiceLoader实现了Iterable接口，所以可以通过ServiceLoader来遍历所有在配置文件中定义的类的实例。

ServiceLoader的应用

（1）Hadoop FileSystem

Hadoop FileSystem就是通过这个机制来根据不同文件的scheme来返回不同的FileSystem。

private static void loadFileSystems() {
  synchronized (FileSystem. class ) {
    if (!FILE_SYSTEMS_LOADED) {
      ServiceLoader<FileSystem> serviceLoader = ServiceLoader.load(FileSystem. class );
      for (FileSystem fs : serviceLoader) {
        SERVICE_FILE_SYSTEMS.put(fs.getScheme(), fs.getClass());
      }
      FILE_SYSTEMS_LOADED = true ;
    }
  }
}

对应的配置文件：

org.apache.hadoop.fs.LocalFileSystem
org.apache.hadoop.fs.viewfs.ViewFileSystem
org.apache.hadoop.fs.s3.S3FileSystem
org.apache.hadoop.fs.s3native.NativeS3FileSystem
org.apache.hadoop.fs.kfs.KosmosFileSystem
org.apache.hadoop.fs.ftp.FTPFileSystem
org.apache.hadoop.fs.HarFileSystem

通过之前的测试类输出对应的scheme和class如下： 
file=class org.apache.hadoop.fs.LocalFileSystem   
viewfs=class org.apache.hadoop.fs.viewfs.ViewFileSystem   
s3=class org.apache.hadoop.fs.s3.S3FileSystem   
s3n=class org.apache.hadoop.fs.s3native.NativeS3FileSystem   
kfs=class org.apache.hadoop.fs.kfs.KosmosFileSystem   
ftp=class org.apache.hadoop.fs.ftp.FTPFileSystem   
har=class org.apache.hadoop.fs.HarFileSystem   
hdfs=class org.apache.hadoop.hdfs.DistributedFileSystem   
hftp=class org.apache.hadoop.hdfs.HftpFileSystem   
hsftp=class org.apache.hadoop.hdfs.HsftpFileSystem   
webhdfs=class org.apache.hadoop.hdfs.web.WebHdfsFileSystem  

可以看到FileSystem会把所有的FileSystem的实现都以scheme和class来cache，之后就从这个cache中取相应的值。因此，以后可以通过ServiceLoader来实现一些类似的功能，而不用依赖像Spring这样的第三方框架。

（2）责任链模式

责任链模式的定义：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。

责任连模式可以使用ServiceLoader实现具体服务对象的迭代加载并处理，为了确保此模式的灵活性，建议判断逻辑通过配置文件或数据库的方式，具体实现方式见 参考链接（2） 消灭成堆的……