springboot中SPI机制

类加载器除了加载class外，还有一个非常重要功能，就是加载资源，它可以从jar包中读取任何资源文件，比如，ClassLoader.getResources(String name)方法就是用于读取jar包中的资源文件

它的逻辑其实跟类加载的逻辑是一样的，首先判断父类加载器是否为空，不为空则委托父类加载器执行资源查找任务，直到BootstrapClassLoader，最后才轮到自己查找。而不同的类加载器负责扫描不同路径下的jar包，就如同加载class一样，最后会扫描所有的jar包，找到符合条件的资源文件。

（1）SPI思想

（2）SPI约定

SPI 是什么？是具体的器件？还是芯片内部的一个机制？

SPI是一种通讯总线，不是芯片，是芯片与芯片之间通讯的一种应答方式。

IIC和SPI有什么区别？

一、优势不同：

1、IIC：

IIC总线是双向、两线（SCL、SDA）、串行、多主控（mulTI-master）接口标准，具有总线仲裁机制，非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。在它的协议体系中，传输数据时都会带上目的设备的设备地址，因此可以实现设备组网。

2、SPI：

SPI在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，越来越多的芯片集成了这种通信协议。

二、硬件结构不同：

1、IIC：

IIC串行总线一般有两根信号线，一根是双向的数据线SDA，另一根是时钟线SCL。所有接到I2C总线设备上的串行数据SDA都接到总线的SDA上，各设备的时钟线SCL接到总线的SCL上。

2、SPI：

SPI总线是一种4线总线，也是所有基于SPI的设备共有的，它们是MISO（主设备数据输入）、MOSI（主设备数据输出）、SCLK（时钟）、CS（片选）。

性能特点

SPI的片选可以扩充选择16个外设，这时PCS输出=NPCS，说NPCS0~3接4-16译码器，这个译码器是需要外接4-16译码器，译码器的输入为NPCS0~3，输出用于16个外设的选择。

如果应用中必须使用高速数据传输，那么SPI是更好的选择。因为SPI是全双工，IIC的不是。SPI没有定义速度限制，一般的实现通常能达到甚至超过10 Mbps。IIC ***的速度也就快速+模式（1 Mbps）和高速模式（3.4 Mbps），后面的模式还需要额外的I/O缓冲区，还并不是总是容易实现的。

以上内容参考：百度百科-IIC

以上内容参考：百度百科-SPI

spring-类SPI机制-SpringFactoriesLoader

spring的默认扩展放在meta-INF/spring.factories下，文件的格式如下：

SpringFactoriesLoader 默认提供loadFactories，loadFactoryNames，instantiateFactory三个方法，其中loadFactories根据参数factoryClass获取spring.factories下配置的所有实现类实例。loadFactoryNames 根据参数factoryClass获取spring.factories下配置的所有实现类名

instantiateFactory方法是根据实现类名反射获取实现类实例

通过源码可以看到loadFactories方法主要通过了loadFactoryNames与instantiateFactory完成整个功能的实现。

可以看到loadFactoryNames主要完成了spring.factories的查找加载以及对spring.factories的解析等操作，获取到扩展实现的集合后通过反射可以快速的拿到类的实现实例，instantiateFactory方法完成了反射获取实现的过程，不详细分析。

spi的工作原理

SPI接口的全称是"Serial Peripheral Interface",意为串行外围接口,是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在EEPROM, FLASH,实时时钟,AD转换器,还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。

SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输,在主器件的移位脉冲下,数据按位传输,高位在前,地位在后,为全双工通信,数据传输速度总体来说比I2C总线要快,速度可达到几Mbps。

SPI接口是以主从方式工作的,这种模式通常有一个主器件和一个或多个从器件,其接口包括以下四种信号：

（1）MOSI – 主器件数据输出,从器件数据输入

（2）MISO – 主器件数据输入,从器件数据输出

（3）SCLK – 时钟信号,由主器件产生

（4）/SS – 从器件使能信号,由主器件控制

在点对点的通信中,SPI接口不需要进行寻址操作,且为全双工通信,显得简单高效。

在多个从器件的系统中,每个从器件需要独立的使能信号,硬件上比I2C系统要稍微复杂一些。

SPI接口在内部硬件实际上是两个简单的移位寄存器,传输的数据为8位,在主器件产生的从器件使能信号和移位脉冲下,按位传输,高位在前,低位在后。如下图所示,在SCLK的下降沿上数据改变,同时一位数据被存入移位寄存器。

SPI接口内部硬件图示：

最后,SPI接口的一个缺点：没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据。

Du***o——服务调用、服务暴露、服务引用过程

1、InvokerInvocationHandler jdk动态代理

5、RegistryDirector返回Invokers

Router分为：script 脚本路由、Condition 条件路由

6、通过MockInvokersSelector的route方法（getNormalInvokers）拿到能正常执行的invokers

8、当回到AbstractClusterInvoker后，执行（默认FailoverClusterInvoker，根据配置的是，Failfast Cluster(快速失败) , Failsafe Cluster(失败安全) , Failback Cluster(失败自动恢复) , Forking Cluster(并行调用多个服务器，只要一个成功即返回) , Broadcast Cluster(广播调用所有提供者，逐个调用，任意一台报错则报错)）doInvoker方法

9、FailoverClusterInvoker调用AbstractClusterInvoker的select方法

10、执行doSelect方法

11、调用AbstractLoadbalance的select方法

12、根据配置的负载均衡策略调用对应的（如RoundRobinLoadBalance）类的doSelect方法

13、返回invokers.get()方法

14、调用FailoverClusterInvoker的invoke方法

均继承自抽象类AbstractDirectory

Directory 获取 invoker 是从 methodInvokerMap 中获取的，主要都是读操作,那它的写操作是在什么时候写的呢?就是在回调方法 notify 的时候操作的，也就是注册中心有变化,则更新 methodInvokerMap 和 urlInvokerMap 的值

根据du***o-admin配置的路由规则来过滤相关的invoker，当我们对路由规则点击启用，就会触发 RegistryDirectory 类的 notify 方法。

notify方法调用refreshInvoker方法。

route方法的实现类为ConditionRoute 根据条件进行过滤

1、调用mathThen方法

2、调用matchCondition方法

3、调用isMatch判断

4、调用isMatchGlobPattern方法

集群模块是服务提供者和服务消费者的中间层，为服务消费者屏蔽了服务提供者的情况，这样服务消费者就可以专心处理远程调用相关事宜。比如发请求，接受服务提供者返回的数据等。这就是Du***o Cluster集群的作用。

通过cluster来指定集群容错方式

其实就是应对出错情况采取的策略

用于有状态服务，尽可能让客户端总是向同一提供者发起调用，除非提供者挂了，再连另一台，自动开启延迟链接，以减少长接数

启动时服务提供者将当前进程启动时间注册到ZK；服务消费者发现该节点后计算服务启动时间（相对当前时间），在默认预热时间的前20%时间内，该节点权重始终固定为2，这样客户端的负载均衡器只会分发极少的请求至节点。

在预热时间之后的80%时间内，该节点权重将随着时间的推移而线性增长；待预热时间到期后，权重自动恢复为默认值100；负载均衡器的内核是一个标准的WLC算法模块，即加权最少连接算法；

如果某个节点Hang住或宕机，其权重会迅速自动调节降低，避免持续性影响；当节点下线时，服务端提前触发权重调节，重载默认权重至1并发布到注册中心，服务消费者将迅速感知到该事件；

服务提供者优雅下线步骤（注意这套逻辑仅在服务端执行）在ok.htm?down=true对应的controller中加入下列逻辑，注意要判断down是否为true，因为正常来说false表示启动验证而不是关机

服务者消费者配置

du***o服务支持参数动态调整，例如动态调整权重，但du***o实现方式较为特殊，并不是常规思路。

ServiceConfig类拿到对外提供服务的实际类ref，然后通过ProxyFactory类的getInvoker方法使用ref生成一个AbstractProxyInvoker实例，到这一步就完成具体服务到Invoker的转换（javassistProxyFacory、JdkProxyFactory），接着要做Invoker转换到Export的过程

服务发布：本地暴露、远程暴露

为什么会有 本地暴露 和 远程暴露 呢?不从场景考虑讨论技术的没有意义是.在du***o中我们一个服务可能既是 Provider ,又是 Consumer ,因此就存在他自己调用自己服务的情况,如果再通过网络去访问,那自然是舍近求远,因此他是有 本地暴露 服务的这个设计.从这里我们就知道这个两者的区别

1、spring启动，解析配置文件

2、创建du***o标签解析器

3、解析du***o标签

4、ServiceBean解析

5、容器创建完成，触发ContextRefrestEvent

6、export暴露服务

7、duExportUrls

8、doExportUrlsFor1Protocol

9、getInvoker

10、protocol.export

11、开启服务器 openServer()如nettyServer

12、注册服务到注册中心 registerProvider

Filter 在服务暴露前，做拦截器初始化，在加载所有拦截器时会过滤支队provider生效的数据。

可以。zookeeper的信息会缓存到本地作为一个缓存文件,并且转换成 properties 对象方便使用。建立线程池，定时检测并连接注册中心，失败了就重连。

注册服务到zk其实就是在zk上创建临时节点，当节点下线或者down掉时，即会删除临时节点，从而使服务从可用列表中剔除。

持久节点

临时节点

1、export的时候进行zk订阅

2、设置监听回调的地址，回调给FailbackRegistry的notify

3、创建持久节点

4、设置对该节点的监听

5、更新新的服务信息，服务启动和节点更新回调，都会调用到这里

6、更新缓存文件

7、对比新旧信息是否有变化，有则重新暴露服务

高并发大业务量情况下，暂时屏蔽边缘业务

MockClusterInvoker

SPI 全称为 Service Provider Interface，是一种服务发现机制。SPI 的本质是将接口实现类的全限定名配置在文件中，并由服务加载器读取配置文件，加载实现类。这样可以在运行时，动态为接口替换实现类。正因此特性，我们可以很容易的通过 SPI 机制为我们的程序提供拓展功能。SPI 机制在第三方框架中也有所应用，比如 Du***o 就是通过 SPI 机制加载所有的组件。不过，Du***o 并未使用 Java 原生的 SPI 机制，而是对其进行了增强，使其能够更好的满足需求。在 Du***o 中，SPI 是一个非常重要的模块。基于 SPI，我们可以很容易的对 Du***o 进行拓展。如果大家想要学习 Du***o 的源码，SPI 机制务必弄懂。接下来，我们先来了解一下 Java SPI 与 Du***o SPI 的用法，然后再来分析 Du***o SPI 的源码。

spi机制的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于spi机制原理、spi机制的信息别忘了在本站进行查找喔。