Dubbo源码解析之扩展点（ExtensionLoader）篇

阅读须知

dubbo版本：2.6.0

spring版本：4.3.8

注释规则：

//单行注释做普通注释

/**/多行注释做深入分析

建议配合源码阅读

正文

我们在阅读dubbo源代码的时候经常会看到

ExtensionLoader

这个类的身影，命名上我们就可以看出它是一个扩展的加载器，在分析源码之前，读者可以首先去dubbo的官方文档中看一下关于扩展点加载的介绍，对ExtensionLoader先有一个初步的认识，便于更好的理解源码，下面我们就以

Protocol protocol = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class).getAdaptiveExtension();

这句代码作为入口，来分析其源码实现：

ExtensionLoader：

public static <T> ExtensionLoader<T> getExtensionLoader(Class<T> type) {
if (type == null)
throw new IllegalArgumentException("Extension type == null");
if (!type.isInterface()) { //type必须是接口
throw new IllegalArgumentException("Extension type(" + type + ") is not interface!");
}
if (!withExtensionAnnotation(type)) { //必须注解@SPI
throw new IllegalArgumentException("Extension type(" + type +
") is not extension, because WITHOUT @" + SPI.class.getSimpleName() + " Annotation!");
}
ExtensionLoader<T> loader = (ExtensionLoader<T>) EXTENSION_LOADERS.get(type); //首先尝试从缓存中获取
if (loader == null) {
//缓存中没有则新建ExtensionLoader对象放入缓存
EXTENSION_LOADERS.putIfAbsent(type, new ExtensionLoader<T>(type));
loader = (ExtensionLoader<T>) EXTENSION_LOADERS.get(type);
}
return loader;
}

ExtensionLoader：

public T getAdaptiveExtension() {
Object instance = cachedAdaptiveInstance.get(); //首先尝试从缓存中获取
if (instance == null) {
if (createAdaptiveInstanceError == null) {
synchronized (cachedAdaptiveInstance) {
//二次检查
instance = cachedAdaptiveInstance.get();
if (instance == null) {
try {
instance = createAdaptiveExtension(); /*创建自适应扩展点*/
cachedAdaptiveInstance.set(instance);
} catch (Throwable t) {
//记录创建自适应扩展点错误信息
createAdaptiveInstanceError = t;
throw new IllegalStateException("fail to create adaptive instance: " + t.toStri
10262
ng(), t);
}
}
}
} else {
throw new IllegalStateException("fail to create adaptive instance: " + createAdaptiveInstanceError.toString(), createAdaptiveInstanceError);
}
}
return (T) instance;
}

getAdaptiveExtension方法用于获取自适应扩展点，关于自适应扩展点，文章开始给出的官方文档的地址中有详细的解释，不明白的读者可以进行查阅。

ExtensionLoader：

private T createAdaptiveExtension() {
try {
/*获取自适应扩展点实例，并进行注入*/
return injectExtension((T) getAdaptiveExtensionClass().newInstance());
} catch (Exception e) {
throw new IllegalStateException("Can not create adaptive extension " + type + ", cause: " + e.getMessage(), e);
}
}

ExtensionLoader：

private Class<?> getAdaptiveExtensionClass() {
getExtensionClasses(); /*获取扩展点class*/
if (cachedAdaptiveClass != null) {
//如果缓存的自适应扩展点class不为null，直接返回
return cachedAdaptiveClass;
}
/*创建自适应扩展点class并返回*/
return cachedAdaptiveClass = createAdaptiveExtensionClass();
}

ExtensionLoader：

private Map<String, Class<?>> getExtensionClasses() {
//同样的首先尝试从缓存中获取
Map<String, Class<?>> classes = cachedClasses.get();
if (classes == null) {
synchronized (cachedClasses) {
//double check，二次检查
classes = cachedClasses.get();
if (classes == null) {
/*加载扩展点class*/
classes = loadExtensionClasses();
cachedClasses.set(classes);
}
}
}
return classes;
}

ExtensionLoader：

private Map<String, Class<?>> loadExtensionClasses() {
//获取@SPI注解信息
final SPI defaultAnnotation = type.getAnnotation(SPI.class);
if (defaultAnnotation != null) {
//获取默认值
String value = defaultAnnotation.value();
if (value != null && (value = value.trim()).length() > 0) {
String[] names = NAME_SEPARATOR.split(value);
if (names.length > 1) {
//默认扩展点只能有一个
throw new IllegalStateException("more than 1 default extension name on extension " + type.getName()
+ ": " + Arrays.toString(names));
}
if (names.length == 1) cachedDefaultName = names[0];
}
}
Map<String, Class<?>> extensionClasses = new HashMap<String, Class<?>>();
/*加载META-INF/dubbo/internal/、META-INF/dubbo/、META-INF/services/ 三个目录下的文件*/
loadFile(extensionClasses, DUBBO_INTERNAL_DIRECTORY);
loadFile(extensionClasses, DUBBO_DIRECTORY);
loadFile(extensionClasses, SERVICES_DIRECTORY);
return extensionClasses;
}

ExtensionLoader：

private void loadFile(Map<String, Class<?>> extensionClasses, String dir) {
String fileName = dir + type.getName(); //目录+接口名
try {
Enumeration<java.net.URL> urls;
ClassLoader classLoader = findClassLoader();
//加载文件资源
if (classLoader != null) {
urls = classLoader.getResources(fileName);
} else {
urls = ClassLoader.getSystemResources(fileName);
}
if (urls != null) {
while (urls.hasMoreElements()) {
java.net.URL url = urls.nextElement();
try {
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(url.openStream(), "utf-8"));
try {
String line = null;
//读取一行
while ((line = reader.readLine()) != null) {
final int ci = line.indexOf('#'); //#号代表注释，要忽略掉
if (ci >= 0) line = line.substring(0, ci);
line = line.trim();
if (line.length() > 0) {
try {
String name = null;
int i = line.indexOf('=');
if (i > 0) {
//=号前为key
name = line.substring(0, i).trim();
//=号后为value
line = line.substring(i + 1).trim();
}
if (line.length() > 0) {
Class<?> clazz = Class.forName(line, true, classLoader);
//如果配置的class不是给定接口的实现类，抛出异常
if (!type.isAssignableFrom(clazz)) {
throw new IllegalStateException("Error when load extension class(interface: " +
type + ", class line: " + clazz.getName() + "), class "
+ clazz.getName() + "is not subtype of interface.");
}
//注解@Adaptive的class为自适应扩展点
if (clazz.isAnnotationPresent(Adaptive.class)) {
if (cachedAdaptiveClass == null) {
cachedAdaptiveClass = clazz;
} else if (!cachedAdaptiveClass.equals(clazz)) {
//给定接口的自适应扩展点只能有一个
throw new IllegalStateException("More than 1 adaptive class found: "
+ cachedAdaptiveClass.getClass().getName()
+ ", " + clazz.getClass().getName());
}
} else {
try {
//尝试获取以给定接口为参数的构造方法
clazz.getConstructor(type);
Set<Class<?>> wrappers = cachedWrapperClasses;
if (wrappers == null) {
cachedWrapperClasses = new ConcurrentHashSet<Class<?>>();
wrappers = cachedWrapperClasses;
}
wrappers.add(clazz); //添加为wrapper包装类
} catch (NoSuchMethodException e) {
clazz.getConstructor(); //没有以给定接口为参数的构造方法则尝试获取默认无参构造方法
if (name == null || name.length() == 0) {
/*如果配置的key为空，则尝试获取class注解中配置的name*/
name = findAnnotationName(clazz);
if (name == null || name.length() == 0) {
//如果注解中无法获取到name则判断配置的class的名称是否大于给定接口的名称并且以给定接口名称为结尾，例如XxxProtocol类和Protocol接口就会满足这个条件
if (clazz.getSimpleName().length() > type.getSimpleName().length()
&& clazz.getSimpleName().endsWith(type.getSimpleName())) {
//截取配置的class名称转换为小写作为name，例如XxxProtocol --> xxx
name = clazz.getSimpleName().substring(0, clazz.getSimpleName().length() - type.getSimpleName().length()).toLowerCase();
} else {
throw new IllegalStateException("No such extension name for the class " + clazz.getName() + " in the config " + url);
}
}
}
String[] names = NAME_SEPARATOR.split(name);
if (names != null && names.length > 0) {
//注解@Activate的class为自动激活扩展点
Activate activate = clazz.getAnnotation(Activate.class);
if (activate != null) {
//将name和@Activate注解信息添加到映射缓存
cachedActivates.put(names[0], activate);
}
for (String n : names) {
if (!cachedNames.containsKey(clazz)) {
//添加配置的扩展点class和name的映射缓存
cachedNames.put(clazz, n);
}
Class<?> c = extensionClasses.get(n);
if (c == null) {
//添加到参数给定的集合中
extensionClasses.put(n, clazz);
} else if (c != clazz) {
throw new IllegalStateException("Duplicate extension " + type.getName() + " name " + n + " on " + c.getName() + " and " + clazz.getName());
}
}
}
}
}
}
} catch (Throwable t) {
IllegalStateException e = new IllegalStateException("Failed to load extension class(interface: " + type + ", class line: " + line + ") in " + url + ", cause: " + t.getMessage(), t);
exceptions.put(line, e);
}
}
}
} finally {
reader.close();
}
} catch (Throwable t) {
logger.error("Exception when load extension class(interface: " +
type + ", class file: " + url + ") in " + url, t);
}
}
}
} catch (Throwable t) {
logger.error("Exception when load extension class(interface: " +
type + ", description file: " + fileName + ").", t);
}
}

这里又提到了扩展点自动激活的概念，官方文档中同样有详细的说明。

ExtensionLoader：

private String findAnnotationName(Class<?> clazz) {
//获取class上的@Extension注解信息
com.alibaba.dubbo.common.Extension extension = clazz.getAnnotation(com.alibaba.dubbo.common.Extension.class);
if (extension == null) {
String name = clazz.getSimpleName();
if (name.endsWith(type.getSimpleName())) {
//这里的截取方式与上文中介绍的方式相同
name = name.substring(0, name.length() - type.getSimpleName().length());
}
return name.toLowerCase(); //同样转换为小写返回
}
return extension.value(); //注解不为null则直接用注解的value作为name
}

获取扩展点的class之后，会判断这些扩展点中是否有自适应扩展点，也就是@Adaptive注解的class，如果有，则进行下一步的注入操作，如果没有，会创建自适应扩展点，我们来看这个流程：

ExtensionLoader：

private Class<?> createAdaptiveExtensionClass() {
//拼接自适应扩展点class的字符串
String code = createAdaptiveExtensionClassCode();
ClassLoader classLoader = findClassLoader();
//获取编译器
com.alibaba.dubbo.common.compiler.Compiler compiler = ExtensionLoader.getExtensionLoader(com.alibaba.dubbo.common.compiler.Compiler.class).getAdaptiveExtension();
return compiler.compile(code, classLoader); //编译字符串为class
}

这里createAdaptiveExtensionClassCode方法生成自适应扩展点类的流程我们就不具体的进行分析了，就是一些字符串的拼接操作，官方文档中给出的类的大致结构如下：

package <扩展点接口所在包>;

public class <扩展点接口名>$Adpative implements <扩展点接口> {
public <有@Adaptive注解的接口方法>(<方法参数>) {
if(是否有URL类型方法参数?) 使用该URL参数
else if(是否有方法类型上有URL属性) 使用该URL属性
# <else 在加载扩展点生成自适应扩展点类时抛异常，即加载扩展点失败！>

if(获取的URL == null) {
throw new IllegalArgumentException("url == null");
}

根据@Adaptive注解上声明的Key的顺序，从URL获致Value，作为实际扩展点名。
如URL没有Value，则使用缺省扩展点实现。如没有扩展点， throw new IllegalStateException("Fail to get extension");

在扩展点实现调用该方法，并返回结果。
}

public <有@Adaptive注解的接口方法>(<方法参数>) {
throw new UnsupportedOperationException("is not adaptive method!");
}
}

编译器dubbo中给出两个实现，JavassistCompiler和JdkCompiler，从命名上我们就可以看出它们的实现机制，Compiler接口@SPI注解的value为javassist，所以默认为JavassistCompiler。编译的过程这里就不多赘述了，有兴趣的读者可以自行研究它们的编译过程。下面我们来看注入操作：

ExtensionLoader：

private T injectExtension(T instance) {
try {
if (objectFactory != null) {
for (Method method : instance.getClass().getMethods()) {
//获取setter方法
if (method.getName().startsWith("set")
&& method.getParameterTypes().length == 1
&& Modifier.isPublic(method.getModifiers())) {
Class<?> pt = method.getParameterTypes()[0];
try {
//截取方法的名称作为属性，例如setDefaultCompiler --> defaultCompiler
String property = method.getName().length() > 3 ? method.getName().substring(3, 4).toLowerCase() + method.getName().substring(4) : "";
//获取扩展对象作为setter方法的参数
Object object = objectFactory.getExtension(pt, property);
if (object != null) {
method.invoke(instance, object); //调用setter方法赋值
}
} catch (Exception e) {
logger.error("fail to inject via method " + method.getName()
+ " of interface " + type.getName() + ": " + e.getMessage(), e);
}
}
}
}
} catch (Exception e) {
logger.error(e.getMessage(), e);
}
return instance;
}

这里的objectFactory是在构造ExtensionLoader初始化的，objectFactory是ExtensionFactory接口的实例，自适应的ExtensionFactory扩展点为AdaptiveExtensionFactory，AdaptiveExtensionFactory的getExtension方法中会调用另外两个dubbo提供的ExtensionFactory，SpringExtensionFactory和SpiExtensionFactory，通过命名我们就能看出，SpringExtensionFactory是通过获取Spring bean的方式来获取扩展对象，而SpiExtensionFactory就是通过我们本篇文章分析的扩展点的方式来获取扩展对象。

ExtensionLoader还有一些其他的方法，例如getExtension、getActivateExtension、hasExtension等，他们的实现过程与我们本篇文章分析的内容大同小异，一些关键的操作如获取扩展点、注入等都是复用的相同的方法，这里就不多赘述了。到这里，整个dubbo扩展点ExtensionLoader的源码分析就完成了。