spring.factories

在Spring Boot中有一种非常解耦的扩展机制：Spring Factories。这种扩展机制实际上是仿照Java中的SPI扩展机制来实现的。

Java SPI机制SPI的全名为Service Provider Interface.大多数开发人员可能不熟悉，因为这个是针对厂商或者插件的。在java.util.ServiceLoader的文档里有比较详细的介绍。简单的总结下java spi机制的思想。我们系统里抽象的各个模块，往往有很多不同的实现方案，比如日志模块的方案，xml解析模块、jdbc模块的方案等。面向的对象的设计里，我们一般推荐模块之间基于接口编程，模块之间不对实现类进行硬编码。一旦代码里涉及具体的实现类，就违反了可拔插的原则，如果需要替换一种实现，就需要修改代码。为了实现在模块装配的时候能不在程序里动态指明，这就需要一种服务发现机制。 java spi就是提供这样的一个机制：为某个接口寻找服务实现的机制。有点类似IOC的思想，就是将装配的控制权移到程序之外，在模块化设计中这个机制尤其重要。

Java SPI约定

java spi的具体约定为:当服务的提供者，提供了服务接口的一种实现之后，在jar包的META-INF/services/目录里同时创建一个以服务接口命名的文件。该文件里就是实现该服务接口的具体实现类。而当外部程序装配这个模块的时候，就能通过该jar包META-INF/services/里的配置文件找到具体的实现类名，并装载实例化，完成模块的注入。 基于这样一个约定就能很好的找到服务接口的实现类，而不需要再代码里制定。jdk提供服务实现查找的一个工具类：java.util.ServiceLoader

Spring Boot中的SPI机制

在Spring中也有一种类似与Java SPI的加载机制。它在META-INF/spring.factories文件中配置接口的实现类名称，然后在程序中读取这些配置文件并实例化。这种自定义的SPI机制是Spring Boot Starter实现的基础。

 spring.factories 部分配置信息

# Initializers
org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=
org.springframework.boot.autoconfigure.SharedMetadataReaderFactoryContextInitializer,
org.springframework.boot.autoconfigure.logging.ConditionEvaluationReportLoggingListener

# Application Listeners
org.springframework.context.ApplicationListener=
org.springframework.boot.autoconfigure.BackgroundPreinitializer

Spring Factories实现原理

spring-core包里定义了SpringFactoriesLoader类，这个类实现了检索META-INF/spring.factories文件，并获取指定接口的配置的功能。在这个类中定义了两个对外的方法：

loadFactories：根据接口类获取其实现类的实例，这个方法返回的是对象列表。

loadFactoryNames：根据接口获取其接口类的名称，这个方法返回的是类名的列表。

上面的两个方法的关键都是从指定的ClassLoader中获取spring.factories文件，并解析得到类名列表，具体代码如下

/**
 * General purpose factory loading mechanism for internal use within the framework.
 *
 * <p>{@code SpringFactoriesLoader} {@linkplain #loadFactories loads} and instantiates
 * factories of a given type from {@value #FACTORIES_RESOURCE_LOCATION} files which
 * may be present in multiple JAR files in the classpath. The {@code spring.factories}
 * file must be in {@link Properties} format, where the key is the fully qualified
 * name of the interface or abstract class, and the value is a comma-separated list of
 * implementation class names. For example:
 *
 * <pre class="code">example.MyService=example.MyServiceImpl1,example.MyServiceImpl2</pre>
 *
 * where {@code example.MyService} is the name of the interface, and {@code MyServiceImpl1}
 * and {@code MyServiceImpl2} are two implementations.
 *
 * @author Arjen Poutsma
 * @author Juergen Hoeller
 * @author Sam Brannen
 * @since 3.2
 */
public final class SpringFactoriesLoader {

    /**
     * The location to look for factories.
     * <p>Can be present in multiple JAR files.
     */
    public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";


    private static final Log logger = LogFactory.getLog(SpringFactoriesLoader.class);

    private static final Map<ClassLoader, MultiValueMap<String, String>> cache = new ConcurrentReferenceHashMap<>();


    private SpringFactoriesLoader() {
    }


    /**
     * Load and instantiate the factory implementations of the given type from
     * {@value #FACTORIES_RESOURCE_LOCATION}, using the given class loader.
     * <p>The returned factories are sorted through {@link AnnotationAwareOrderComparator}.
     * <p>If a custom instantiation strategy is required, use {@link #loadFactoryNames}
     * to obtain all registered factory names.
     * @param factoryClass the interface or abstract class representing the factory
     * @param classLoader the ClassLoader to use for loading (can be {@code null} to use the default)
     * @throws IllegalArgumentException if any factory implementation class cannot
     * be loaded or if an error occurs while instantiating any factory
     * @see #loadFactoryNames
     */
    public static <T> List<T> loadFactories(Class<T> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
        Assert.notNull(factoryClass, "'factoryClass' must not be null");
        ClassLoader classLoaderToUse = classLoader;
        if (classLoaderToUse == null) {
            classLoaderToUse = SpringFactoriesLoader.class.getClassLoader();
        }
        List<String> factoryNames = loadFactoryNames(factoryClass, classLoaderToUse);
        if (logger.isTraceEnabled()) {
            logger.trace("Loaded [" + factoryClass.getName() + "] names: " + factoryNames);
        }
        List<T> result = new ArrayList<>(factoryNames.size());
        for (String factoryName : factoryNames) {
            result.add(instantiateFactory(factoryName, factoryClass, classLoaderToUse));
        }
        AnnotationAwareOrderComparator.sort(result);
        return result;
    }

    /**
     * Load the fully qualified class names of factory implementations of the
     * given type from {@value #FACTORIES_RESOURCE_LOCATION}, using the given
     * class loader.
     * @param factoryClass the interface or abstract class representing the factory
     * @param classLoader the ClassLoader to use for loading resources; can be
     * {@code null} to use the default
     * @throws IllegalArgumentException if an error occurs while loading factory names
     * @see #loadFactories
     */
    public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
        String factoryClassName = factoryClass.getName();
        return loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryClassName, Collections.emptyList());
    }

    private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
        MultiValueMap<String, String> result = cache.get(classLoader);
        if (result != null) {
            return result;
        }

        try {
            Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ?
                    classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :
                    ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));
            result = new LinkedMultiValueMap<>();
            while (urls.hasMoreElements()) {
                URL url = urls.nextElement();
                UrlResource resource = new UrlResource(url);
                Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
                for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) {
                    String factoryClassName = ((String) entry.getKey()).trim();
                    for (String factoryName : StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue())) {
                        result.add(factoryClassName, factoryName.trim());
                    }
                }
            }
            cache.put(classLoader, result);
            return result;
        }
        catch (IOException ex) {
            throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +
                    FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
        }
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    private static <T> T instantiateFactory(String instanceClassName, Class<T> factoryClass, ClassLoader classLoader) {
        try {
            Class<?> instanceClass = ClassUtils.forName(instanceClassName, classLoader);
            if (!factoryClass.isAssignableFrom(instanceClass)) {
                throw new IllegalArgumentException(
                        "Class [" + instanceClassName + "] is not assignable to [" + factoryClass.getName() + "]");
            }
            return (T) ReflectionUtils.accessibleConstructor(instanceClass).newInstance();
        }
        catch (Throwable ex) {
            throw new IllegalArgumentException("Unable to instantiate factory class: " + factoryClass.getName(), ex);
        }
    }

}

加载factories文件

从代码中我们可以知道，在这个方法中会遍历整个ClassLoader中所有jar包下的spring.factories文件。也就是说我们可以在自己的jar中配置spring.factories文件，不会影响到其它地方的配置，也不会被别人的配置覆盖。

spring.factories的是通过Properties解析得到的，所以我们在写文件中的内容都是安装下面这种方式配置的：

com.xxx.interface=com.xxx.classname

如果一个接口希望配置多个实现类，可以使用','进行分割。

对于loadFactories方法而言，在获取类列表的基础上，还有进行实例化的过程。

实例化过程

从这段代码中我们可以知道，它只支持没有参数的构造函数。

Spring Factories在Spring Boot中的应用

在Spring Boot的很多包中都能够找到spring.factories文件

 

spring.factories文件内容

日常工作中如何使用Spring Factories

在日常工作中，我们可能需要实现一些SDK或者Spring Boot Starter给被人使用，这个使用我们就可以使用Factories机制。Factories机制可以让SDK或者Starter的使用只需要很少或者不需要进行配置，只需要在服务中引入我们的jar包。