Spi机制的必要性

SpringBoot 为啥单独加载类路径下spring.factories文件中的类？

SpringBoot 应用运行过程中存在两种类型的类初始化：一部分为已经提前装载到IOC容器中的bean，另一部分则为实时new的bean。

IOC容器中的bean包含：启动类所在包路径下全部的类 以及 spring.factories文件中的类。

类路径下的类并非全部需要加载到JVM中，简单理解为主动使用的类才会被加载到JVM中。spring.factories文件中的类对所有jar包中的类启动选择作用，只有位于spring.factories文件中指定jar中的类才会被加载IOC容器中，当然这些类运行过程中还有通过new方法、反射方式实例化jar包中的其他类。

为什么会存在Spi机制呢？

只是为了框架中实现灵活的扩展。如果没有Spi机制则需要显式写死实现类，后期扩展改动比较麻烦。

在配置数据库相关属性时存在以下选项：

spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/folder?autoReconnect=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai&serverTimezone=GMT%2B8
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    username: root
    password: root

其中driver-class-name会触发SPI机制加载Driver的实现类。

mysql-connector-java是MySQL提供实现了JDBC定义的驱动（JDBC是一种规范，定义了Java语言如何去操作数据库，也就是实现相关API，是一种接口规范。mysql-connector-java是MySQL提供实现的JDBC定义的驱动），是Java程序中真正操作MySQL数据库的客户端。简单来说mysql-connector-java允许了通过Java访问MySQL。

spring-boot-starter-jdbc，是Spring提供的，它基于mysql-connector-java，又进行了封装，使得代码更加简单。也就是mysql-connector-java提供的是JDBC，而spring-boot-starter-jdbc提高了简化版的JDBC——JdbcTemplate。

mybatis-spring-boot-starter是Mybatis操作数据库层面的封装。

不管是HikariCP还是Druid其实最终都是提供java.sql.Driver类型的驱动。获取到驱动之后进一步才能获取到数据库连接。

java.sql.Driver的实现类都会存在一个静态代码块，在静态代码块中利用DriverManager注册当前的驱动Driver。DriverManager中的静态代码块利用SPI机制加载 META-INF/services/java.sql.Driver 接口的实现类，并反通过射方式实例化。实例化过程中又会执行自身静态代码块，即DriverManager注册当前的驱动Driver。

public class DriverManager {
    
    private final static CopyOnWriteArrayList registeredDrivers = new CopyOnWriteArrayList<>();
 
    static {
        loadInitialDrivers();
    }
 
    public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver,DriverAction da){
        if(driver != null) {
            registeredDrivers.addIfAbsent(new DriverInfo(driver, da));
        } else {
            throw new NullPointerException();
        }
    } 
 
    private static void loadInitialDrivers() {
 
        String drivers = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {
            public String run() {
                return System.getProperty("jdbc.drivers");
            }
        });;
        AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {
            public Void run() {
                // SPI 机制加载 META-INF/services/java.sql.Driver 接口的实现类
                ServiceLoader loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
                Iterator driversIterator = loadedDrivers.iterator();
                while(driversIterator.hasNext()) {
                    driversIterator.next();
                }
                return null;
            }
        });
        if (drivers == null || drivers.equals("")) {
            return;
        }
        String[] driversList = drivers.split(":");
        println("number of Drivers:" + driversList.length);
        for (String aDriver : driversList) {
            Class.forName(aDriver, true,ClassLoader.getSystemClassLoader());
        }
    }   
 
    @CallerSensitive
    public static Connection getConnection(String url,java.util.Properties info){
        return (getConnection(url, info, Reflection.getCallerClass()));
    }
 
 
    private static Connection getConnection(String url, java.util.Properties info, Class caller) {
        
        ClassLoader callerCL = caller != null ? caller.getClassLoader() : null;
        synchronized(DriverManager.class) {
            // synchronize loading of the correct classloader.
            if (callerCL == null) {
                callerCL = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
            }
        }
 
        if(url == null) {
            throw new SQLException("The url cannot be null", "08001");
        }
        SQLException reason = null;
        for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) {
            if(isDriverAllowed(aDriver.driver, callerCL)) {
                return aDriver.driver.connect(url, info);
            }
 
        }
    }
 
        
    private static boolean isDriverAllowed(Driver driver, ClassLoader classLoader) {
        boolean result = false;
        if(driver != null) {
            Class aClass = null;
            try {
                aClass =  Class.forName(driver.getClass().getName(), true, classLoader);
            } catch (Exception ex) {
                result = false;
            }
             result = ( aClass == driver.getClass() ) ? true : false;
        }
 
        return result;
    }
 
}