做 Java 开发的同学应该对 SPI (Service Provider Interface) 不会陌生,无论是 JDK、Gradle 亦或是一些第三方框架,都或多或少的用它来实现可扩展的能力,为什么在 Android 平台上却鲜为人知呢?

个人认为原因有 2 点:

  1. Android 与 Java 应用的分发方式不同

    Java 应用采用 JAR 分发,扩展起来非常容易,而 Android APK 一旦打好包,就相当于固化下来了,实现可扩展需要借助于其它非官方推荐的手段

  2. SPI 在 Android 平台上的性能堪忧

    由于 Android 设备的性能普遍低于 PC ,加上 Android 平台特有的 ANR 机制,使得 SPI 很容易在 Android 上发生 卡顿甚至 ANR

什么是 SPI

Java 官方的定义是:

Service

提供访问特定应用功能和特性的一系列编程接口和类

Service Provider Interface (SPI)

由 Service 定义的一系列公共接口和抽象类

Service Provider

SPI 的实现

SPI 的性能缺陷

Java 原生的 SPI 是通过 ClassLoaderCLASSPATH 中搜索 META-INF/services/ 下 SPI 配置文件,然后读取配置文件中的内容,所以需要解析 JAR 文件(Android 平台是解析 APK),而这个过程需要遍历整个 JAR/APK 中所有的条目,因此非常耗时(当年就被它坑得很惨)

选择 SPI 的理由

既然 SPI 在 Android 上表现这么差,为什么还要用它呢?

在应用开发的过程中,难免因为应用架构的原因,需要支持非运行时可扩展能力,比如:接口与实现分离、一个接口对应多个实现需要动态查找、反向依赖等等,相对于 Dagger 来说,它简单、原生 API 支持、不需要依赖额外的第三方库。

如何优化

既然选择了 SPI,如何解决 SPI 在 Android 平台上的性能瓶颈?——去 I/O

方法其实也很简单,分为如下几个步骤,我们不妨用逆向思维来看:

  1. 在构建期间生成一个服务注册表—— ServiceRegistry
  2. 将代码中所有调用 ServiceLoader 的指令替换成调用自定义的 ShadowServiceLoader
  3. ShadowServiceLoaderServiceRegistry 中获取 Service Provider InterfaceService Provider 的映射关系

但是这里有几个问题:

  1. ServiceRegistry 中存储的是 Class<Service>Class<ServiceProvider> 的映射还是别的映射方式?

    可以是 Class 的映射,但是,如果要实例化 Service Provider 就得需要反射

  2. ServiceLoader 通过 ServiceRegistry 加载的时候,能否完全避免反射?

    当然是可以的,这样 ServiceRegistry 中存储的映射关系就需要调整为 Class<Service>Creator<ServiceProvider> 之间的映射关系,内容大致如下:

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    public class ServiceRegistry {

    static final Map<Class<?>, List<Callable<?>>> registry = new HashMap<>();

    }

    Creator 的内容大致如下:

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    public class ServiceProviderCreator implements Callable<ServiceProvider> {

    @Override
    public ServiceProvider call() {
    return new ServiceProvider();
    }

    }
  3. 如何将映射关系注册到 ServiceRegistry 里面呢?——静态代码块,内容大致如下:

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    public class ServiceRegistry {

    static final Map<Class<?>, List<Callable<?>>> registry = new HashMap<>();

    static {
    register(InterfaceA.class, new InterfaceACreator())
    }

    }

示例

HttpProtocolConfig.kt

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interface HttpProtocolConfig {

fun getProtocol(): String

}

HttpProtocolConfigProvider.kt

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@Service(HttpProtocolConfig.class)
class HttpProtocolConfigProvider : HttpProtocolConfig {

override fun getProtocol() = if (BuildConfig.DEBUG) "http" else "https"

}

HomePresenter.kt

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class HomePresenter : Presenter() {

private val config = ServiceLoader.load(HttpProtocolConfig::class.java).first()

fun loadConfig() {
println(config.getProtocol())
}

}

源代码

该方案已经完全开源,项目地址:https://github.com/johnsonlee/service-loader-android

示例代码详见:https://github.com/johnsonlee/service-loader-android/tree/master/example