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20  *
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22  * or visit www.oracle.com if you need additional information or have any
23  * questions.
24  */

25
26 package java.util;
27
28 import java.io.BufferedReader;
29 import java.io.IOException;
30 import java.io.InputStream;
31 import java.io.InputStreamReader;
32 import java.lang.reflect.Constructor;
33 import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
34 import java.lang.reflect.Method;
35 import java.lang.reflect.Modifier;
36 import java.net.URL;
37 import java.net.URLConnection;
38 import java.security.AccessControlContext;
39 import java.security.AccessController;
40 import java.security.PrivilegedAction;
41 import java.security.PrivilegedActionException;
42 import java.security.PrivilegedExceptionAction;
43 import java.util.function.Consumer;
44 import java.util.function.Supplier;
45 import java.util.stream.Stream;
46 import java.util.stream.StreamSupport;
47
48 import jdk.internal.loader.BootLoader;
49 import jdk.internal.loader.ClassLoaders;
50 import jdk.internal.misc.JavaLangAccess;
51 import jdk.internal.misc.SharedSecrets;
52 import jdk.internal.misc.VM;
53 import jdk.internal.module.ServicesCatalog;
54 import jdk.internal.module.ServicesCatalog.ServiceProvider;
55 import jdk.internal.reflect.CallerSensitive;
56 import jdk.internal.reflect.Reflection;
57
58
59 /**
60  * A facility to load implementations of a service.
61  *
62  * <p> A <i>service</i> is a well-known interface or class for which zero, one,
63  * or many service providers exist. A <i>service provider</i> (or just
64  * <i>provider</i>) is a class that implements or subclasses the well-known
65  * interface or class. A {@code ServiceLoader} is an object that locates and
66  * loads service providers deployed in the run time environment at a time of an
67  * application's choosing. Application code refers only to the service, not to
68  * service providers, and is assumed to be capable of differentiating between
69  * multiple service providers as well as handling the possibility that no service
70  * providers are located.
71  *
72  * <h3> Obtaining a service loader </h3>
73  *
74  * <p> An application obtains a service loader for a given service by invoking
75  * one of the static {@code load} methods of ServiceLoader. If the application
76  * is a module, then its module declaration must have a <i>uses</i> directive
77  * that specifies the service; this helps to locate providers and ensure they
78  * will execute reliably. In addition, if the service is not in the application
79  * module, then the module declaration must have a <i>requires</i> directive
80  * that specifies the module which exports the service.
81  *
82  * <p> A service loader can be used to locate and instantiate providers of the
83  * service by means of the {@link #iterator() iterator} method. {@code ServiceLoader}
84  * also defines the {@link #stream() stream} method to obtain a stream of providers
85  * that can be inspected and filtered without instantiating them.
86  *
87  * <p> As an example, suppose the service is {@code com.example.CodecFactory}, an
88  * interface that defines methods for producing encoders and decoders:
89  *
90  * <pre>{@code
91  *     package com.example;
92  *     public interface CodecFactory {
93  *         Encoder getEncoder(String encodingName);
94  *         Decoder getDecoder(String encodingName);
95  *     }
96  * }</pre>
97  *
98  * <p> The following code obtains a service loader for the {@code CodecFactory}
99  * service, then uses its iterator (created automatically by the enhanced-for
100  * loop) to yield instances of the service providers that are located:
101  *
102  * <pre>{@code
103  *     ServiceLoader<CodecFactory> loader = ServiceLoader.load(CodecFactory.class);
104  *     for (CodecFactory factory : loader) {
105  *         Encoder enc = factory.getEncoder("PNG");
106  *         if (enc != null)
107  *             ... use enc to encode a PNG file
108  *             break;
109  *         }
110  * }</pre>
111  *
112  * <p> If this code resides in a module, then in order to refer to the
113  * {@code com.example.CodecFactory} interface, the module declaration would
114  * require the module which exports the interface. The module declaration would
115  * also specify use of {@code com.example.CodecFactory}:
116  * <pre>{@code
117  *     requires com.example.codec.core;
118  *     uses com.example.CodecFactory;
119  * }</pre>
120  *
121  * <p> Sometimes an application may wish to inspect a service provider before
122  * instantiating it, in order to determine if an instance of that service
123  * provider would be useful. For example, a service provider for {@code
124  * CodecFactory} that is capable of producing a "PNG" encoder may be annotated
125  * with {@code @PNG}. The following code uses service loader's {@code stream}
126  * method to yield instances of {@code Provider<CodecFactory>} in contrast to
127  * how the iterator yields instances of {@code CodecFactory}:
128  * <pre>{@code
129  *     ServiceLoader<CodecFactory> loader = ServiceLoader.load(CodecFactory.class);
130  *     Set<CodecFactory> pngFactories = loader
131  *            .stream()                                              // Note a below
132  *            .filter(p -> p.type().isAnnotationPresent(PNG.class))  // Note b
133  *            .map(Provider::get)                                    // Note c
134  *            .collect(Collectors.toSet());
135  * }</pre>
136  * <ol type="a">
137  *   <li> A stream of {@code Provider<CodecFactory>} objects </li>
138  *   <li> {@code p.type()} yields a {@code Class<CodecFactory>} </li>
139  *   <li> {@code get()} yields an instance of {@code CodecFactory} </li>
140  * </ol>
141  *
142  * <h3> Designing services </h3>
143  *
144  * <p> A service is a single type, usually an interface or abstract class. A
145  * concrete class can be used, but this is not recommended. The type may have
146  * any accessibility. The methods of a service are highly domain-specific, so
147  * this API specification cannot give concrete advice about their form or
148  * function. However, there are two general guidelines:
149  * <ol>
150  *   <li><p> A service should declare as many methods as needed to allow service
151  *   providers to communicate their domain-specific properties and other
152  *   quality-of-implementation factors. An application which obtains a service
153  *   loader for the service may then invoke these methods on each instance of
154  *   a service provider, in order to choose the best provider for the
155  *   application. </p></li>
156  *   <li><p> A service should express whether its service providers are intended
157  *   to be direct implementations of the service or to be an indirection
158  *   mechanism such as a "proxy" or a "factory". Service providers tend to be
159  *   indirection mechanisms when domain-specific objects are relatively
160  *   expensive to instantiate; in this case, the service should be designed
161  *   so that service providers are abstractions which create the "real"
162  *   implementation on demand. For example, the {@code CodecFactory} service
163  *   expresses through its name that its service providers are factories
164  *   for codecs, rather than codecs themselves, because it may be expensive
165  *   or complicated to produce certain codecs. </p></li>
166  * </ol>
167  *
168  * <h3> <a id="developing-service-providers">Developing service providers</a> </h3>
169  *
170  * <p> A service provider is a single type, usually a concrete class. An
171  * interface or abstract class is permitted because it may declare a static
172  * provider method, discussed later. The type must be public and must not be
173  * an inner class.
174  *
175  * <p> A service provider and its supporting code may be developed in a module,
176  * which is then deployed on the application module path or in a modular
177  * image. Alternatively, a service provider and its supporting code may be
178  * packaged as a JAR file and deployed on the application class path. The
179  * advantage of developing a service provider in a module is that the provider
180  * can be fully encapsulated to hide all details of its implementation.
181  *
182  * <p> An application that obtains a service loader for a given service is
183  * indifferent to whether providers of the service are deployed in modules or
184  * packaged as JAR files. The application instantiates service providers via
185  * the service loader's iterator, or via {@link Provider Provider} objects in
186  * the service loader's stream, without knowledge of the service providers'
187  * locations.
188  *
189  * <h3> Deploying service providers as modules </h3>
190  *
191  * <p> A service provider that is developed in a module must be specified in a
192  * <i>provides</i> directive in the module declaration. The provides directive
193  * specifies both the service and the service provider; this helps to locate the
194  * provider when another module, with a <i>uses</i> directive for the service,
195  * obtains a service loader for the service. It is strongly recommended that the
196  * module does not export the package containing the service provider. There is
197  * no support for a module specifying, in a <i>provides</i> directive, a service
198  * provider in another module.
199
200  * <p> A service provider that is developed in a module has no control over when
201  * it is instantiated, since that occurs at the behest of the application, but it
202  * does have control over how it is instantiated:
203  *
204  * <ul>
205  *
206  *   <li> If the service provider declares a provider method, then the service
207  *   loader invokes that method to obtain an instance of the service provider. A
208  *   provider method is a public static method named "provider" with no formal
209  *   parameters and a return type that is assignable to the service's interface
210  *   or class.
211  *   <p> In this case, the service provider itself need not be assignable to the
212  *   service's interface or class. </li>
213  *
214  *   <li> If the service provider does not declare a provider method, then the
215  *   service provider is instantiated directly, via its provider constructor. A
216  *   provider constructor is a public constructor with no formal parameters.
217  *   <p> In this case, the service provider must be assignable to the service's
218  *   interface or class </li>
219  *
220  * </ul>
221  *
222  * <p> A service provider that is deployed as an
223  * {@linkplain java.lang.module.ModuleDescriptor#isAutomatic automatic module} on
224  * the application module path must have a provider constructor. There is no
225  * support for a provider method in this case.
226  *
227  * <p> As an example, suppose a module specifies the following directives:
228  * <pre>{@code
229  *     provides com.example.CodecFactory with com.example.impl.StandardCodecs;
230  *     provides com.example.CodecFactory with com.example.impl.ExtendedCodecsFactory;
231  * }</pre>
232  *
233  * <p> where
234  *
235  * <ul>
236  *   <li> {@code com.example.CodecFactory} is the two-method service from
237  *   earlier. </li>
238  *
239  *   <li> {@code com.example.impl.StandardCodecs} is a public class that implements
240  *   {@code CodecFactory} and has a public no-args constructor. </li>
241  *
242  *   <li> {@code com.example.impl.ExtendedCodecsFactory} is a public class that
243  *   does not implement CodecFactory, but it declares a public static no-args
244  *   method named "provider" with a return type of {@code CodecFactory}. </li>
245  * </ul>
246  *
247  * <p> A service loader will instantiate {@code StandardCodecs} via its
248  * constructor, and will instantiate {@code ExtendedCodecsFactory} by invoking
249  * its {@code provider} method. The requirement that the provider constructor or
250  * provider method is public helps to document the intent that the class (that is,
251  * the service provider) will be instantiated by an entity (that is, a service
252  * loader) which is outside the class's package.
253  *
254  * <h3> Deploying service providers on the class path </h3>
255  *
256  * A service provider that is packaged as a JAR file for the class path is
257  * identified by placing a <i>provider-configuration file</i> in the resource
258  * directory {@code META-INF/services}. The name of the provider-configuration
259  * file is the fully qualified binary name of the service. The provider-configuration
260  * file contains a list of fully qualified binary names of service providers, one
261  * per line.
262  *
263  * <p> For example, suppose the service provider
264  * {@code com.example.impl.StandardCodecs} is packaged in a JAR file for the
265  * class path. The JAR file will contain a provider-configuration file named:
266  *
267  * <blockquote>{@code
268  *     META-INF/services/com.example.CodecFactory
269  * }</blockquote>
270  *
271  * that contains the line:
272  *
273  * <blockquote>{@code
274  *     com.example.impl.StandardCodecs # Standard codecs
275  * }</blockquote>
276  *
277  * <p><a id="format">The provider-configuration file must be encoded in UTF-8. </a>
278  * Space and tab characters surrounding each service provider's name, as well as
279  * blank lines, are ignored. The comment character is {@code '#'}
280  * ({@code '&#92;u0023'} <span style="font-size:smaller;">NUMBER SIGN</span>);
281  * on each line all characters following the first comment character are ignored.
282  * If a service provider class name is listed more than once in a
283  * provider-configuration file then the duplicate is ignored. If a service
284  * provider class is named in more than one configuration file then the duplicate
285  * is ignored.
286  *
287  * <p> A service provider that is mentioned in a provider-configuration file may
288  * be located in the same JAR file as the provider-configuration file or in a
289  * different JAR file. The service provider must be visible from the class loader
290  * that is initially queried to locate the provider-configuration file; this is
291  * not necessarily the class loader which ultimately locates the
292  * provider-configuration file.
293  *
294  * <h3> Timing of provider discovery </h3>
295  *
296  * <p> Service providers are loaded and instantiated lazily, that is, on demand.
297  * A service loader maintains a cache of the providers that have been loaded so
298  * far. Each invocation of the {@code iterator} method returns an {@code Iterator}
299  * that first yields all of the elements cached from previous iteration, in
300  * instantiation order, and then lazily locates and instantiates any remaining
301  * providers, adding each one to the cache in turn. Similarly, each invocation
302  * of the stream method returns a {@code Stream} that first processes all
303  * providers loaded by previous stream operations, in load order, and then lazily
304  * locates any remaining providers. Caches are cleared via the {@link #reload
305  * reload} method.
306  *
307  * <h3> <a id="errors">Errors</a> </h3>
308  *
309  * <p> When using the service loader's {@code iterator}, the {@link
310  * Iterator#hasNext() hasNext} and {@link Iterator#next() next} methods will
311  * fail with {@link ServiceConfigurationError} if an error occurs locating,
312  * loading or instantiating a service provider. When processing the service
313  * loader's stream then {@code ServiceConfigurationError} may be thrown by any
314  * method that causes a service provider to be located or loaded.
315  *
316  * <p> When loading or instantiating a service provider in a module, {@code
317  * ServiceConfigurationError} can be thrown for the following reasons:
318  *
319  * <ul>
320  *
321  *   <li> The service provider cannot be loaded. </li>
322  *
323  *   <li> The service provider does not declare a provider method, and either
324  *   it is not assignable to the service's interface/class or does not have a
325  *   provider constructor. </li>
326  *
327  *   <li> The service provider declares a public static no-args method named
328  *   "provider" with a return type that is not assignable to the service's
329  *   interface or class. </li>
330  *
331  *   <li> The service provider class file has more than one public static
332  *   no-args method named "{@code provider}". </li>
333  *
334  *   <li> The service provider declares a provider method and it fails by
335  *   returning {@code null} or throwing an exception. </li>
336  *
337  *   <li> The service provider does not declare a provider method, and its
338  *   provider constructor fails by throwing an exception. </li>
339  *
340  * </ul>
341  *
342  * <p> When reading a provider-configuration file, or loading or instantiating
343  * a provider class named in a provider-configuration file, then {@code
344  * ServiceConfigurationError} can be thrown for the following reasons:
345  *
346  * <ul>
347  *
348  *   <li> The format of the provider-configuration file violates the <a
349  *   href="ServiceLoader.html#format">format</a> specified above; </li>
350  *
351  *   <li> An {@link IOException IOException} occurs while reading the
352  *   provider-configuration file; </li>
353  *
354  *   <li> A service provider cannot be loaded; </li>
355  *
356  *   <li> A service provider is not assignable to the service's interface or
357  *   class, or does not define a provider constructor, or cannot be
358  *   instantiated. </li>
359  *
360  * </ul>
361  *
362  * <h3> Security </h3>
363  *
364  * <p> Service loaders always execute in the security context of the caller
365  * of the iterator or stream methods and may also be restricted by the security
366  * context of the caller that created the service loader.
367  * Trusted system code should typically invoke the methods in this class, and
368  * the methods of the iterators which they return, from within a privileged
369  * security context.
370  *
371  * <h3> Concurrency </h3>
372  *
373  * <p> Instances of this class are not safe for use by multiple concurrent
374  * threads.
375  *
376  * <h3> Null handling </h3>
377  *
378  * <p> Unless otherwise specified, passing a {@code null} argument to any
379  * method in this class will cause a {@link NullPointerException} to be thrown.
380  *
381  * @param  <S>
382  *         The type of the service to be loaded by this loader
383  *
384  * @author Mark Reinhold
385  * @since 1.6
386  * @revised 9
387  * @spec JPMS
388  */

389
390 public final class ServiceLoader<S>
391     implements Iterable<S>
392 {
393     // The class or interface representing the service being loaded
394     private final Class<S> service;
395
396     // The class of the service type
397     private final String serviceName;
398
399     // The module layer used to locate providers; null when locating
400     // providers using a class loader
401     private final ModuleLayer layer;
402
403     // The class loader used to locate, load, and instantiate providers;
404     // null when locating provider using a module layer
405     private final ClassLoader loader;
406
407     // The access control context taken when the ServiceLoader is created
408     private final AccessControlContext acc;
409
410     // The lazy-lookup iterator for iterator operations
411     private Iterator<Provider<S>> lookupIterator1;
412     private final List<S> instantiatedProviders = new ArrayList<>();
413
414     // The lazy-lookup iterator for stream operations
415     private Iterator<Provider<S>> lookupIterator2;
416     private final List<Provider<S>> loadedProviders = new ArrayList<>();
417     private boolean loadedAllProviders; // true when all providers loaded
418
419     // Incremented when reload is called
420     private int reloadCount;
421
422     private static JavaLangAccess LANG_ACCESS;
423     static {
424         LANG_ACCESS = SharedSecrets.getJavaLangAccess();
425     }
426
427     /**
428      * Represents a service provider located by {@code ServiceLoader}.
429      *
430      * <p> When using a loader's {@link ServiceLoader#stream() stream()} method
431      * then the elements are of type {@code Provider}. This allows processing
432      * to select or filter on the provider class without instantiating the
433      * provider. </p>
434      *
435      * @param  <S> The service type
436      * @since 9
437      * @spec JPMS
438      */

439     public static interface Provider<S> extends Supplier<S> {
440         /**
441          * Returns the provider type. There is no guarantee that this type is
442          * accessible or that it has a public no-args constructor. The {@link
443          * #get() get()} method should be used to obtain the provider instance.
444          *
445          * <p> When a module declares that the provider class is created by a
446          * provider factory then this method returns the return type of its
447          * public static "{@code provider()}" method.
448          *
449          * @return The provider type
450          */

451         Class<? extends S> type();
452
453         /**
454          * Returns an instance of the provider.
455          *
456          * @return An instance of the provider.
457          *
458          * @throws ServiceConfigurationError
459          *         If the service provider cannot be instantiated, or in the
460          *         case of a provider factory, the public static
461          *         "{@code provider()}" method returns {@code null} or throws
462          *         an error or exception. The {@code ServiceConfigurationError}
463          *         will carry an appropriate cause where possible.
464          */

465         @Override S get();
466     }
467
468     /**
469      * Initializes a new instance of this class for locating service providers
470      * in a module layer.
471      *
472      * @throws ServiceConfigurationError
473      *         If {@code svc} is not accessible to {@code caller} or the caller
474      *         module does not use the service type.
475      */

476     private ServiceLoader(Class<?> caller, ModuleLayer layer, Class<S> svc) {
477         Objects.requireNonNull(caller);
478         Objects.requireNonNull(layer);
479         Objects.requireNonNull(svc);
480         checkCaller(caller, svc);
481
482         this.service = svc;
483         this.serviceName = svc.getName();
484         this.layer = layer;
485         this.loader = null;
486         this.acc = (System.getSecurityManager() != null)
487                 ? AccessController.getContext()
488                 : null;
489     }
490
491     /**
492      * Initializes a new instance of this class for locating service providers
493      * via a class loader.
494      *
495      * @throws ServiceConfigurationError
496      *         If {@code svc} is not accessible to {@code caller} or the caller
497      *         module does not use the service type.
498      */

499     private ServiceLoader(Class<?> caller, Class<S> svc, ClassLoader cl) {
500         Objects.requireNonNull(svc);
501
502         if (VM.isBooted()) {
503             checkCaller(caller, svc);
504             if (cl == null) {
505                 cl = ClassLoader.getSystemClassLoader();
506             }
507         } else {
508
509             // if we get here then it means that ServiceLoader is being used
510             // before the VM initialization has completed. At this point then
511             // only code in the java.base should be executing.
512             Module callerModule = caller.getModule();
513             Module base = Object.class.getModule();
514             Module svcModule = svc.getModule();
515             if (callerModule != base || svcModule != base) {
516                 fail(svc, "not accessible to " + callerModule + " during VM init");
517             }
518
519             // restricted to boot loader during startup
520             cl = null;
521         }
522
523         this.service = svc;
524         this.serviceName = svc.getName();
525         this.layer = null;
526         this.loader = cl;
527         this.acc = (System.getSecurityManager() != null)
528                 ? AccessController.getContext()
529                 : null;
530     }
531
532     /**
533      * Initializes a new instance of this class for locating service providers
534      * via a class loader.
535      *
536      * @apiNote For use by ResourceBundle
537      *
538      * @throws ServiceConfigurationError
539      *         If the caller module does not use the service type.
540      */

541     private ServiceLoader(Module callerModule, Class<S> svc, ClassLoader cl) {
542         if (!callerModule.canUse(svc)) {
543             fail(svc, callerModule + " does not declare `uses`");
544         }
545
546         this.service = Objects.requireNonNull(svc);
547         this.serviceName = svc.getName();
548         this.layer = null;
549         this.loader = cl;
550         this.acc = (System.getSecurityManager() != null)
551                 ? AccessController.getContext()
552                 : null;
553     }
554
555     /**
556      * Checks that the given service type is accessible to types in the given
557      * module, and check that the module declares that it uses the service type.
558      */

559     private static void checkCaller(Class<?> caller, Class<?> svc) {
560         if (caller == null) {
561             fail(svc, "no caller to check if it declares `uses`");
562         }
563
564         // Check access to the service type
565         Module callerModule = caller.getModule();
566         int mods = svc.getModifiers();
567         if (!Reflection.verifyMemberAccess(caller, svc, null, mods)) {
568             fail(svc, "service type not accessible to " + callerModule);
569         }
570
571         // If the caller is in a named module then it should "uses" the
572         // service type
573         if (!callerModule.canUse(svc)) {
574             fail(svc, callerModule + " does not declare `uses`");
575         }
576     }
577
578     private static void fail(Class<?> service, String msg, Throwable cause)
579         throws ServiceConfigurationError
580     {
581         throw new ServiceConfigurationError(service.getName() + ": " + msg,
582                                             cause);
583     }
584
585     private static void fail(Class<?> service, String msg)
586         throws ServiceConfigurationError
587     {
588         throw new ServiceConfigurationError(service.getName() + ": " + msg);
589     }
590
591     private static void fail(Class<?> service, URL u, int line, String msg)
592         throws ServiceConfigurationError
593     {
594         fail(service, u + ":" + line + ": " + msg);
595     }
596
597     /**
598      * Returns {@code trueif the provider is in an explicit module
599      */

600     private boolean inExplicitModule(Class<?> clazz) {
601         Module module = clazz.getModule();
602         return module.isNamed() && !module.getDescriptor().isAutomatic();
603     }
604
605     /**
606      * Returns the public static "provider" method if found.
607      *
608      * @throws ServiceConfigurationError if there is an error finding the
609      *         provider method or there is more than one public static
610      *         provider method
611      */

612     private Method findStaticProviderMethod(Class<?> clazz) {
613         List<Method> methods = null;
614         try {
615             methods = LANG_ACCESS.getDeclaredPublicMethods(clazz, "provider");
616         } catch (Throwable x) {
617             fail(service, "Unable to get public provider() method", x);
618         }
619         if (methods.isEmpty()) {
620             // does not declare a public provider method
621             return null;
622         }
623
624         // locate the static methods, can be at most one
625         Method result = null;
626         for (Method method : methods) {
627             int mods = method.getModifiers();
628             assert Modifier.isPublic(mods);
629             if (Modifier.isStatic(mods)) {
630                 if (result != null) {
631                     fail(service, clazz + " declares more than one"
632                          + public static provider() method");
633                 }
634                 result = method;
635             }
636         }
637         if (result != null) {
638             Method m = result;
639             PrivilegedAction<Void> pa = () -> {
640                 m.setAccessible(true);
641                 return null;
642             };
643             AccessController.doPrivileged(pa);
644         }
645         return result;
646     }
647
648     /**
649      * Returns the public no-arg constructor of a class.
650      *
651      * @throws ServiceConfigurationError if the class does not have
652      *         public no-arg constructor
653      */

654     private Constructor<?> getConstructor(Class<?> clazz) {
655         PrivilegedExceptionAction<Constructor<?>> pa
656             = new PrivilegedExceptionAction<>() {
657                 @Override
658                 public Constructor<?> run() throws Exception {
659                     Constructor<?> ctor = clazz.getConstructor();
660                     if (inExplicitModule(clazz))
661                         ctor.setAccessible(true);
662                     return ctor;
663                 }
664             };
665         Constructor<?> ctor = null;
666         try {
667             ctor = AccessController.doPrivileged(pa);
668         } catch (Throwable x) {
669             if (x instanceof PrivilegedActionException)
670                 x = x.getCause();
671             String cn = clazz.getName();
672             fail(service, cn + " Unable to get public no-arg constructor", x);
673         }
674         return ctor;
675     }
676
677     /**
678      * A Provider implementation that supports invoking, with reduced
679      * permissions, the static factory to obtain the provider or the
680      * provider's no-arg constructor.
681      */

682     private static class ProviderImpl<S> implements Provider<S> {
683         final Class<S> service;
684         final Class<? extends S> type;
685         final Method factoryMethod;  // factory method or null
686         final Constructor<? extends S> ctor; // public no-args constructor or null
687         final AccessControlContext acc;
688
689         ProviderImpl(Class<S> service,
690                      Class<? extends S> type,
691                      Method factoryMethod,
692                      AccessControlContext acc) {
693             this.service = service;
694             this.type = type;
695             this.factoryMethod = factoryMethod;
696             this.ctor = null;
697             this.acc = acc;
698         }
699
700         ProviderImpl(Class<S> service,
701                      Class<? extends S> type,
702                      Constructor<? extends S> ctor,
703                      AccessControlContext acc) {
704             this.service = service;
705             this.type = type;
706             this.factoryMethod = null;
707             this.ctor = ctor;
708             this.acc = acc;
709         }
710
711         @Override
712         public Class<? extends S> type() {
713             return type;
714         }
715
716         @Override
717         public S get() {
718             if (factoryMethod != null) {
719                 return invokeFactoryMethod();
720             } else {
721                 return newInstance();
722             }
723         }
724
725         /**
726          * Invokes the provider's "provider" method to instantiate a provider.
727          * When running with a security manager then the method runs with
728          * permissions that are restricted by the security context of whatever
729          * created this loader.
730          */

731         private S invokeFactoryMethod() {
732             Object result = null;
733             Throwable exc = null;
734             if (acc == null) {
735                 try {
736                     result = factoryMethod.invoke(null);
737                 } catch (Throwable x) {
738                     exc = x;
739                 }
740             } else {
741                 PrivilegedExceptionAction<?> pa = new PrivilegedExceptionAction<>() {
742                     @Override
743                     public Object run() throws Exception {
744                         return factoryMethod.invoke(null);
745                     }
746                 };
747                 // invoke factory method with permissions restricted by acc
748                 try {
749                     result = AccessController.doPrivileged(pa, acc);
750                 } catch (Throwable x) {
751                     if (x instanceof PrivilegedActionException)
752                         x = x.getCause();
753                     exc = x;
754                 }
755             }
756             if (exc != null) {
757                 if (exc instanceof InvocationTargetException)
758                     exc = exc.getCause();
759                 fail(service, factoryMethod + " failed", exc);
760             }
761             if (result == null) {
762                 fail(service, factoryMethod + " returned null");
763             }
764             @SuppressWarnings("unchecked")
765             S p = (S) result;
766             return p;
767         }
768
769         /**
770          * Invokes Constructor::newInstance to instantiate a provider. When running
771          * with a security manager then the constructor runs with permissions that
772          * are restricted by the security context of whatever created this loader.
773          */

774         private S newInstance() {
775             S p = null;
776             Throwable exc = null;
777             if (acc == null) {
778                 try {
779                     p = ctor.newInstance();
780                 } catch (Throwable x) {
781                     exc = x;
782                 }
783             } else {
784                 PrivilegedExceptionAction<S> pa = new PrivilegedExceptionAction<>() {
785                     @Override
786                     public S run() throws Exception {
787                         return ctor.newInstance();
788                     }
789                 };
790                 // invoke constructor with permissions restricted by acc
791                 try {
792                     p = AccessController.doPrivileged(pa, acc);
793                 } catch (Throwable x) {
794                     if (x instanceof PrivilegedActionException)
795                         x = x.getCause();
796                     exc = x;
797                 }
798             }
799             if (exc != null) {
800                 if (exc instanceof InvocationTargetException)
801                     exc = exc.getCause();
802                 String cn = ctor.getDeclaringClass().getName();
803                 fail(service,
804                      "Provider " + cn + " could not be instantiated", exc);
805             }
806             return p;
807         }
808
809         // For now, equals/hashCode uses the access control context to ensure
810         // that two Providers created with different contexts are not equal
811         // when running with a security manager.
812
813         @Override
814         public int hashCode() {
815             return Objects.hash(service, type, acc);
816         }
817
818         @Override
819         public boolean equals(Object ob) {
820             if (!(ob instanceof ProviderImpl))
821                 return false;
822             @SuppressWarnings("unchecked")
823             ProviderImpl<?> that = (ProviderImpl<?>)ob;
824             return this.service == that.service
825                     && this.type == that.type
826                     && Objects.equals(this.acc, that.acc);
827         }
828     }
829
830     /**
831      * Loads a service provider in a module.
832      *
833      * Returns {@code nullif the service provider's module doesn't read
834      * the module with the service type.
835      *
836      * @throws ServiceConfigurationError if the class cannot be loaded or
837      *         isn't the expected sub-type (or doesn't define a provider
838      *         factory method that returns the expected type)
839      */

840     private Provider<S> loadProvider(ServiceProvider provider) {
841         Module module = provider.module();
842         if (!module.canRead(service.getModule())) {
843             // module does not read the module with the service type
844             return null;
845         }
846
847         String cn = provider.providerName();
848         Class<?> clazz = null;
849         if (acc == null) {
850             try {
851                 clazz = Class.forName(module, cn);
852             } catch (LinkageError e) {
853                 fail(service, "Unable to load " + cn, e);
854             }
855         } else {
856             PrivilegedExceptionAction<Class<?>> pa = () -> Class.forName(module, cn);
857             try {
858                 clazz = AccessController.doPrivileged(pa);
859             } catch (Throwable x) {
860                 if (x instanceof PrivilegedActionException)
861                     x = x.getCause();
862                 fail(service, "Unable to load " + cn, x);
863                 return null;
864             }
865         }
866         if (clazz == null) {
867             fail(service, "Provider " + cn + " not found");
868         }
869
870         int mods = clazz.getModifiers();
871         if (!Modifier.isPublic(mods)) {
872             fail(service, clazz + " is not public");
873         }
874
875         // if provider in explicit module then check for static factory method
876         if (inExplicitModule(clazz)) {
877             Method factoryMethod = findStaticProviderMethod(clazz);
878             if (factoryMethod != null) {
879                 Class<?> returnType = factoryMethod.getReturnType();
880                 if (!service.isAssignableFrom(returnType)) {
881                     fail(service, factoryMethod + return type not a subtype");
882                 }
883
884                 @SuppressWarnings("unchecked")
885                 Class<? extends S> type = (Class<? extends S>) returnType;
886                 return new ProviderImpl<S>(service, type, factoryMethod, acc);
887             }
888         }
889
890         // no factory method so must be a subtype
891         if (!service.isAssignableFrom(clazz)) {
892             fail(service, clazz.getName() + " not a subtype");
893         }
894
895         @SuppressWarnings("unchecked")
896         Class<? extends S> type = (Class<? extends S>) clazz;
897         @SuppressWarnings("unchecked")
898         Constructor<? extends S> ctor = (Constructor<? extends S> ) getConstructor(clazz);
899         return new ProviderImpl<S>(service, type, ctor, acc);
900     }
901
902     /**
903      * Implements lazy service provider lookup of service providers that
904      * are provided by modules in a module layer (or parent layers)
905      */

906     private final class LayerLookupIterator<T>
907         implements Iterator<Provider<T>>
908     {
909         Deque<ModuleLayer> stack = new ArrayDeque<>();
910         Set<ModuleLayer> visited = new HashSet<>();
911         Iterator<ServiceProvider> iterator;
912
913         Provider<T> nextProvider;
914         ServiceConfigurationError nextError;
915
916         LayerLookupIterator() {
917             visited.add(layer);
918             stack.push(layer);
919         }
920
921         private Iterator<ServiceProvider> providers(ModuleLayer layer) {
922             ServicesCatalog catalog = LANG_ACCESS.getServicesCatalog(layer);
923             return catalog.findServices(serviceName).iterator();
924         }
925
926         @Override
927         public boolean hasNext() {
928             while (nextProvider == null && nextError == null) {
929                 // get next provider to load
930                 while (iterator == null || !iterator.hasNext()) {
931                     // next layer (DFS order)
932                     if (stack.isEmpty())
933                         return false;
934
935                     ModuleLayer layer = stack.pop();
936                     List<ModuleLayer> parents = layer.parents();
937                     for (int i = parents.size() - 1; i >= 0; i--) {
938                         ModuleLayer parent = parents.get(i);
939                         if (!visited.contains(parent)) {
940                             visited.add(parent);
941                             stack.push(parent);
942                         }
943                     }
944                     iterator = providers(layer);
945                 }
946
947                 // attempt to load provider
948                 ServiceProvider provider = iterator.next();
949                 try {
950                     @SuppressWarnings("unchecked")
951                     Provider<T> next = (Provider<T>) loadProvider(provider);
952                     nextProvider = next;
953                 } catch (ServiceConfigurationError e) {
954                     nextError = e;
955                 }
956             }
957             return true;
958         }
959
960         @Override
961         public Provider<T> next() {
962             if (!hasNext())
963                 throw new NoSuchElementException();
964
965             Provider<T> provider = nextProvider;
966             if (provider != null) {
967                 nextProvider = null;
968                 return provider;
969             } else {
970                 ServiceConfigurationError e = nextError;
971                 assert e != null;
972                 nextError = null;
973                 throw e;
974             }
975         }
976     }
977
978     /**
979      * Implements lazy service provider lookup of service providers that
980      * are provided by modules defined to a class loader or to modules in
981      * layers with a module defined to the class loader.
982      */

983     private final class ModuleServicesLookupIterator<T>
984         implements Iterator<Provider<T>>
985     {
986         ClassLoader currentLoader;
987         Iterator<ServiceProvider> iterator;
988
989         Provider<T> nextProvider;
990         ServiceConfigurationError nextError;
991
992         ModuleServicesLookupIterator() {
993             this.currentLoader = loader;
994             this.iterator = iteratorFor(loader);
995         }
996
997         /**
998          * Returns iterator to iterate over the implementations of {@code
999          * service} in the given layer.
1000          */

1001         private List<ServiceProvider> providers(ModuleLayer layer) {
1002             ServicesCatalog catalog = LANG_ACCESS.getServicesCatalog(layer);
1003             return catalog.findServices(serviceName);
1004         }
1005
1006         /**
1007          * Returns the class loader that a module is defined to
1008          */

1009         private ClassLoader loaderFor(Module module) {
1010             SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
1011             if (sm == null) {
1012                 return module.getClassLoader();
1013             } else {
1014                 PrivilegedAction<ClassLoader> pa = module::getClassLoader;
1015                 return AccessController.doPrivileged(pa);
1016             }
1017         }
1018
1019         /**
1020          * Returns an iterator to iterate over the implementations of {@code
1021          * service} in modules defined to the given class loader or in custom
1022          * layers with a module defined to this class loader.
1023          */

1024         private Iterator<ServiceProvider> iteratorFor(ClassLoader loader) {
1025             // modules defined to the class loader
1026             ServicesCatalog catalog;
1027             if (loader == null) {
1028                 catalog = BootLoader.getServicesCatalog();
1029             } else {
1030                 catalog = ServicesCatalog.getServicesCatalogOrNull(loader);
1031             }
1032             List<ServiceProvider> providers;
1033             if (catalog == null) {
1034                 providers = List.of();
1035             } else {
1036                 providers = catalog.findServices(serviceName);
1037             }
1038
1039             // modules in layers that define modules to the class loader
1040             ClassLoader platformClassLoader = ClassLoaders.platformClassLoader();
1041             if (loader == null || loader == platformClassLoader) {
1042                 return providers.iterator();
1043             } else {
1044                 List<ServiceProvider> allProviders = new ArrayList<>(providers);
1045                 Iterator<ModuleLayer> iterator = LANG_ACCESS.layers(loader).iterator();
1046                 while (iterator.hasNext()) {
1047                     ModuleLayer layer = iterator.next();
1048                     for (ServiceProvider sp : providers(layer)) {
1049                         ClassLoader l = loaderFor(sp.module());
1050                         if (l != null && l != platformClassLoader) {
1051                             allProviders.add(sp);
1052                         }
1053                     }
1054                 }
1055                 return allProviders.iterator();
1056             }
1057         }
1058
1059         @Override
1060         public boolean hasNext() {
1061             while (nextProvider == null && nextError == null) {
1062                 // get next provider to load
1063                 while (!iterator.hasNext()) {
1064                     if (currentLoader == null) {
1065                         return false;
1066                     } else {
1067                         currentLoader = currentLoader.getParent();
1068                         iterator = iteratorFor(currentLoader);
1069                     }
1070                 }
1071
1072                 // attempt to load provider
1073                 ServiceProvider provider = iterator.next();
1074                 try {
1075                     @SuppressWarnings("unchecked")
1076                     Provider<T> next = (Provider<T>) loadProvider(provider);
1077                     nextProvider = next;
1078                 } catch (ServiceConfigurationError e) {
1079                     nextError = e;
1080                 }
1081             }
1082             return true;
1083         }
1084
1085         @Override
1086         public Provider<T> next() {
1087             if (!hasNext())
1088                 throw new NoSuchElementException();
1089
1090             Provider<T> provider = nextProvider;
1091             if (provider != null) {
1092                 nextProvider = null;
1093                 return provider;
1094             } else {
1095                 ServiceConfigurationError e = nextError;
1096                 assert e != null;
1097                 nextError = null;
1098                 throw e;
1099             }
1100         }
1101     }
1102
1103     /**
1104      * Implements lazy service provider lookup where the service providers are
1105      * configured via service configuration files. Service providers in named
1106      * modules are silently ignored by this lookup iterator.
1107      */

1108     private final class LazyClassPathLookupIterator<T>
1109         implements Iterator<Provider<T>>
1110     {
1111         static final String PREFIX = "META-INF/services/";
1112
1113         Set<String> providerNames = new HashSet<>();  // to avoid duplicates
1114         Enumeration<URL> configs;
1115         Iterator<String> pending;
1116
1117         Provider<T> nextProvider;
1118         ServiceConfigurationError nextError;
1119
1120         LazyClassPathLookupIterator() { }
1121
1122         /**
1123          * Parse a single line from the given configuration file, adding the
1124          * name on the line to set of names if not already seen.
1125          */

1126         private int parseLine(URL u, BufferedReader r, int lc, Set<String> names)
1127             throws IOException
1128         {
1129             String ln = r.readLine();
1130             if (ln == null) {
1131                 return -1;
1132             }
1133             int ci = ln.indexOf('#');
1134             if (ci >= 0) ln = ln.substring(0, ci);
1135             ln = ln.trim();
1136             int n = ln.length();
1137             if (n != 0) {
1138                 if ((ln.indexOf(' ') >= 0) || (ln.indexOf('\t') >= 0))
1139                     fail(service, u, lc, "Illegal configuration-file syntax");
1140                 int cp = ln.codePointAt(0);
1141                 if (!Character.isJavaIdentifierStart(cp))
1142                     fail(service, u, lc, "Illegal provider-class name: " + ln);
1143                 int start = Character.charCount(cp);
1144                 for (int i = start; i < n; i += Character.charCount(cp)) {
1145                     cp = ln.codePointAt(i);
1146                     if (!Character.isJavaIdentifierPart(cp) && (cp != '.'))
1147                         fail(service, u, lc, "Illegal provider-class name: " + ln);
1148                 }
1149                 if (providerNames.add(ln)) {
1150                     names.add(ln);
1151                 }
1152             }
1153             return lc + 1;
1154         }
1155
1156         /**
1157          * Parse the content of the given URL as a provider-configuration file.
1158          */

1159         private Iterator<String> parse(URL u) {
1160             Set<String> names = new LinkedHashSet<>(); // preserve insertion order
1161             try {
1162                 URLConnection uc = u.openConnection();
1163                 uc.setUseCaches(false);
1164                 try (InputStream in = uc.getInputStream();
1165                      BufferedReader r
1166                          = new BufferedReader(new InputStreamReader(in, "utf-8")))
1167                 {
1168                     int lc = 1;
1169                     while ((lc = parseLine(u, r, lc, names)) >= 0);
1170                 }
1171             } catch (IOException x) {
1172                 fail(service, "Error accessing configuration file", x);
1173             }
1174             return names.iterator();
1175         }
1176
1177         /**
1178          * Loads and returns the next provider class.
1179          */

1180         private Class<?> nextProviderClass() {
1181             if (configs == null) {
1182                 try {
1183                     String fullName = PREFIX + service.getName();
1184                     if (loader == null) {
1185                         configs = ClassLoader.getSystemResources(fullName);
1186                     } else if (loader == ClassLoaders.platformClassLoader()) {
1187                         // The platform classloader doesn't have a class path,
1188                         // but the boot loader might.
1189                         if (BootLoader.hasClassPath()) {
1190                             configs = BootLoader.findResources(fullName);
1191                         } else {
1192                             configs = Collections.emptyEnumeration();
1193                         }
1194                     } else {
1195                         configs = loader.getResources(fullName);
1196                     }
1197                 } catch (IOException x) {
1198                     fail(service, "Error locating configuration files", x);
1199                 }
1200             }
1201             while ((pending == null) || !pending.hasNext()) {
1202                 if (!configs.hasMoreElements()) {
1203                     return null;
1204                 }
1205                 pending = parse(configs.nextElement());
1206             }
1207             String cn = pending.next();
1208             try {
1209                 return Class.forName(cn, false, loader);
1210             } catch (ClassNotFoundException x) {
1211                 fail(service, "Provider " + cn + " not found");
1212                 return null;
1213             }
1214         }
1215
1216         @SuppressWarnings("unchecked")
1217         private boolean hasNextService() {
1218             while (nextProvider == null && nextError == null) {
1219                 try {
1220                     Class<?> clazz = nextProviderClass();
1221                     if (clazz == null)
1222                         return false;
1223
1224                     if (clazz.getModule().isNamed()) {
1225                         // ignore class if in named module
1226                         continue;
1227                     }
1228
1229                     if (service.isAssignableFrom(clazz)) {
1230                         Class<? extends S> type = (Class<? extends S>) clazz;
1231                         Constructor<? extends S> ctor
1232                             = (Constructor<? extends S>)getConstructor(clazz);
1233                         ProviderImpl<S> p = new ProviderImpl<S>(service, type, ctor, acc);
1234                         nextProvider = (ProviderImpl<T>) p;
1235                     } else {
1236                         fail(service, clazz.getName() + " not a subtype");
1237                     }
1238                 } catch (ServiceConfigurationError e) {
1239                     nextError = e;
1240                 }
1241             }
1242             return true;
1243         }
1244
1245         private Provider<T> nextService() {
1246             if (!hasNextService())
1247                 throw new NoSuchElementException();
1248
1249             Provider<T> provider = nextProvider;
1250             if (provider != null) {
1251                 nextProvider = null;
1252                 return provider;
1253             } else {
1254                 ServiceConfigurationError e = nextError;
1255                 assert e != null;
1256                 nextError = null;
1257                 throw e;
1258             }
1259         }
1260
1261         @Override
1262         public boolean hasNext() {
1263             if (acc == null) {
1264                 return hasNextService();
1265             } else {
1266                 PrivilegedAction<Boolean> action = new PrivilegedAction<>() {
1267                     public Boolean run() { return hasNextService(); }
1268                 };
1269                 return AccessController.doPrivileged(action, acc);
1270             }
1271         }
1272
1273         @Override
1274         public Provider<T> next() {
1275             if (acc == null) {
1276                 return nextService();
1277             } else {
1278                 PrivilegedAction<Provider<T>> action = new PrivilegedAction<>() {
1279                     public Provider<T> run() { return nextService(); }
1280                 };
1281                 return AccessController.doPrivileged(action, acc);
1282             }
1283         }
1284     }
1285
1286     /**
1287      * Returns a new lookup iterator.
1288      */

1289     private Iterator<Provider<S>> newLookupIterator() {
1290         assert layer == null || loader == null;
1291         if (layer != null) {
1292             return new LayerLookupIterator<>();
1293         } else {
1294             Iterator<Provider<S>> first = new ModuleServicesLookupIterator<>();
1295             Iterator<Provider<S>> second = new LazyClassPathLookupIterator<>();
1296             return new Iterator<Provider<S>>() {
1297                 @Override
1298                 public boolean hasNext() {
1299                     return (first.hasNext() || second.hasNext());
1300                 }
1301                 @Override
1302                 public Provider<S> next() {
1303                     if (first.hasNext()) {
1304                         return first.next();
1305                     } else if (second.hasNext()) {
1306                         return second.next();
1307                     } else {
1308                         throw new NoSuchElementException();
1309                     }
1310                 }
1311             };
1312         }
1313     }
1314
1315     /**
1316      * Returns an iterator to lazily load and instantiate the available
1317      * providers of this loader's service.
1318      *
1319      * <p> To achieve laziness the actual work of locating and instantiating
1320      * providers is done by the iterator itself. Its {@link Iterator#hasNext
1321      * hasNext} and {@link Iterator#next next} methods can therefore throw a
1322      * {@link ServiceConfigurationError} for any of the reasons specified in
1323      * the <a href="#errors">Errors</a> section above. To write robust code it
1324      * is only necessary to catch {@code ServiceConfigurationError} when using
1325      * the iterator. If an error is thrown then subsequent invocations of the
1326      * iterator will make a best effort to locate and instantiate the next
1327      * available provider, but in general such recovery cannot be guaranteed.
1328      *
1329      * <p> Caching: The iterator returned by this method first yields all of
1330      * the elements of the provider cache, in the order that they were loaded.
1331      * It then lazily loads and instantiates any remaining service providers,
1332      * adding each one to the cache in turn. If this loader's provider caches are
1333      * cleared by invoking the {@link #reload() reload} method then existing
1334      * iterators for this service loader should be discarded.
1335      * The {@code  hasNext} and {@code next} methods of the iterator throw {@link
1336      * java.util.ConcurrentModificationException ConcurrentModificationException}
1337      * if used after the provider cache has been cleared.
1338      *
1339      * <p> The iterator returned by this method does not support removal.
1340      * Invoking its {@link java.util.Iterator#remove() remove} method will
1341      * cause an {@link UnsupportedOperationException} to be thrown.
1342      *
1343      * @apiNote Throwing an error in these cases may seem extreme.  The rationale
1344      * for this behavior is that a malformed provider-configuration file, like a
1345      * malformed class file, indicates a serious problem with the way the Java
1346      * virtual machine is configured or is being used.  As such it is preferable
1347      * to throw an error rather than try to recover or, even worse, fail silently.
1348      *
1349      * @return  An iterator that lazily loads providers for this loader's
1350      *          service
1351      *
1352      * @revised 9
1353      * @spec JPMS
1354      */

1355     public Iterator<S> iterator() {
1356
1357         // create lookup iterator if needed
1358         if (lookupIterator1 == null) {
1359             lookupIterator1 = newLookupIterator();
1360         }
1361
1362         return new Iterator<S>() {
1363
1364             // record reload count
1365             final int expectedReloadCount = ServiceLoader.this.reloadCount;
1366
1367             // index into the cached providers list
1368             int index;
1369
1370             /**
1371              * Throws ConcurrentModificationException if the list of cached
1372              * providers has been cleared by reload.
1373              */

1374             private void checkReloadCount() {
1375                 if (ServiceLoader.this.reloadCount != expectedReloadCount)
1376                     throw new ConcurrentModificationException();
1377             }
1378
1379             @Override
1380             public boolean hasNext() {
1381                 checkReloadCount();
1382                 if (index < instantiatedProviders.size())
1383                     return true;
1384                 return lookupIterator1.hasNext();
1385             }
1386
1387             @Override
1388             public S next() {
1389                 checkReloadCount();
1390                 S next;
1391                 if (index < instantiatedProviders.size()) {
1392                     next = instantiatedProviders.get(index);
1393                 } else {
1394                     next = lookupIterator1.next().get();
1395                     instantiatedProviders.add(next);
1396                 }
1397                 index++;
1398                 return next;
1399             }
1400
1401         };
1402     }
1403
1404     /**
1405      * Returns a stream to lazily load available providers of this loader's
1406      * service. The stream elements are of type {@link Provider Provider}, the
1407      * {@code Provider}'s {@link Provider#get() get} method must be invoked to
1408      * get or instantiate the provider.
1409      *
1410      * <p> To achieve laziness the actual work of locating providers is done
1411      * when processing the stream. If a service provider cannot be loaded for any
1412      * of the reasons specified in the <a href="#errors">Errors</a> section
1413      * above then {@link ServiceConfigurationError} is thrown by whatever method
1414      * caused the service provider to be loaded. </p>
1415      *
1416      * <p> Caching: When processing the stream then providers that were previously
1417      * loaded by stream operations are processed first, in load order. It then
1418      * lazily loads any remaining service providers. If this loader's provider
1419      * caches are cleared by invoking the {@link #reload() reload} method then
1420      * existing streams for this service loader should be discarded. The returned
1421      * stream's source {@link Spliterator spliterator} is <em>fail-fast</em> and
1422      * will throw {@link ConcurrentModificationException} if the provider cache
1423      * has been cleared. </p>
1424      *
1425      * <p> The following examples demonstrate usage. The first example creates
1426      * a stream of {@code CodecFactory} objects, the second example is the same
1427      * except that it sorts the providers by provider class name (and so locate
1428      * all providers).
1429      * <pre>{@code
1430      *    Stream<CodecFactory> providers = ServiceLoader.load(CodecFactory.class)
1431      *            .stream()
1432      *            .map(Provider::get);
1433      *
1434      *    Stream<CodecFactory> providers = ServiceLoader.load(CodecFactory.class)
1435      *            .stream()
1436      *            .sorted(Comparator.comparing(p -> p.type().getName()))
1437      *            .map(Provider::get);
1438      * }</pre>
1439      *
1440      * @return  A stream that lazily loads providers for this loader's service
1441      *
1442      * @since 9
1443      * @spec JPMS
1444      */

1445     public Stream<Provider<S>> stream() {
1446         // use cached providers as the source when all providers loaded
1447         if (loadedAllProviders) {
1448             return loadedProviders.stream();
1449         }
1450
1451         // create lookup iterator if needed
1452         if (lookupIterator2 == null) {
1453             lookupIterator2 = newLookupIterator();
1454         }
1455
1456         // use lookup iterator and cached providers as source
1457         Spliterator<Provider<S>> s = new ProviderSpliterator<>(lookupIterator2);
1458         return StreamSupport.stream(s, false);
1459     }
1460
1461     private class ProviderSpliterator<T> implements Spliterator<Provider<T>> {
1462         final int expectedReloadCount = ServiceLoader.this.reloadCount;
1463         final Iterator<Provider<T>> iterator;
1464         int index;
1465
1466         ProviderSpliterator(Iterator<Provider<T>> iterator) {
1467             this.iterator = iterator;
1468         }
1469
1470         @Override
1471         public Spliterator<Provider<T>> trySplit() {
1472             return null;
1473         }
1474
1475         @Override
1476         @SuppressWarnings("unchecked")
1477         public boolean tryAdvance(Consumer<? super Provider<T>> action) {
1478             if (ServiceLoader.this.reloadCount != expectedReloadCount)
1479                 throw new ConcurrentModificationException();
1480             Provider<T> next = null;
1481             if (index < loadedProviders.size()) {
1482                 next = (Provider<T>) loadedProviders.get(index++);
1483             } else if (iterator.hasNext()) {
1484                 next = iterator.next();
1485                 loadedProviders.add((Provider<S>)next);
1486                 index++;
1487             } else {
1488                 loadedAllProviders = true;
1489             }
1490             if (next != null) {
1491                 action.accept(next);
1492                 return true;
1493             } else {
1494                 return false;
1495             }
1496         }
1497
1498         @Override
1499         public int characteristics() {
1500             // not IMMUTABLE as structural interference possible
1501             // not NOTNULL so that the characteristics are a subset of the
1502             // characteristics when all Providers have been located.
1503             return Spliterator.ORDERED;
1504         }
1505
1506         @Override
1507         public long estimateSize() {
1508             return Long.MAX_VALUE;
1509         }
1510     }
1511
1512     /**
1513      * Creates a new service loader for the given service type, class
1514      * loader, and caller.
1515      *
1516      * @param  <S> the class of the service type
1517      *
1518      * @param  service
1519      *         The interface or abstract class representing the service
1520      *
1521      * @param  loader
1522      *         The class loader to be used to load provider-configuration files
1523      *         and provider classes, or {@code nullif the system class
1524      *         loader (or, failing that, the bootstrap class loader) is to be
1525      *         used
1526      *
1527      * @param  callerModule
1528      *         The caller's module for which a new service loader is created
1529      *
1530      * @return A new service loader
1531      */

1532     static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service,
1533                                      ClassLoader loader,
1534                                      Module callerModule)
1535     {
1536         return new ServiceLoader<>(callerModule, service, loader);
1537     }
1538
1539     /**
1540      * Creates a new service loader for the given service. The service loader
1541      * uses the given class loader as the starting point to locate service
1542      * providers for the service. The service loader's {@link #iterator()
1543      * iterator} and {@link #stream() stream} locate providers in both named
1544      * and unnamed modules, as follows:
1545      *
1546      * <ul>
1547      *   <li> <p> Step 1: Locate providers in named modules. </p>
1548      *
1549      *   <p> Service providers are located in all named modules of the class
1550      *   loader or to any class loader reachable via parent delegation. </p>
1551      *
1552      *   <p> In addition, if the class loader is not the bootstrap or {@linkplain
1553      *   ClassLoader#getPlatformClassLoader() platform class loader}, then service
1554      *   providers may be located in the named modules of other class loaders.
1555      *   Specifically, if the class loader, or any class loader reachable via
1556      *   parent delegation, has a module in a {@linkplain ModuleLayer module
1557      *   layer}, then service providers in all modules in the module layer are
1558      *   located.  </p>
1559      *
1560      *   <p> For example, suppose there is a module layer where each module is
1561      *   in its own class loader (see {@link ModuleLayer#defineModulesWithManyLoaders
1562      *   defineModulesWithManyLoaders}). If this {@code ServiceLoader.load} method
1563      *   is invoked to locate providers using any of the class loaders created for
1564      *   the module layer, then it will locate all of the providers in the module
1565      *   layer, irrespective of their defining class loader. </p>
1566      *
1567      *   <p> Ordering: The service loader will first locate any service providers
1568      *   in modules defined to the class loader, then its parent class loader,
1569      *   its parent parent, and so on to the bootstrap class loader. If a class
1570      *   loader has modules in a module layer then all providers in that module
1571      *   layer are located (irrespective of their class loader) before the
1572      *   providers in the parent class loader are located. The ordering of
1573      *   modules in same class loader, or the ordering of modules in a module
1574      *   layer, is not defined. </p>
1575      *
1576      *   <p> If a module declares more than one provider then the providers
1577      *   are located in the order that its module descriptor {@linkplain
1578      *   java.lang.module.ModuleDescriptor.Provides#providers() lists the
1579      *   providers}. Providers added dynamically by instrumentation agents (see
1580      *   {@link java.lang.instrument.Instrumentation#redefineModule redefineModule})
1581      *   are always located after providers declared by the module. </p> </li>
1582      *
1583      *   <li> <p> Step 2: Locate providers in unnamed modules. </p>
1584      *
1585      *   <p> Service providers in unnamed modules are located if their class names
1586      *   are listed in provider-configuration files located by the class loader's
1587      *   {@link ClassLoader#getResources(String) getResources} method. </p>
1588      *
1589      *   <p> The ordering is based on the order that the class loader's {@code
1590      *   getResources} method finds the service configuration files and within
1591      *   that, the order that the class names are listed in the file. </p>
1592      *
1593      *   <p> In a provider-configuration file, any mention of a service provider
1594      *   that is deployed in a named module is ignored. This is to avoid
1595      *   duplicates that would otherwise arise when a named module has both a
1596      *   <i>provides</i> directive and a provider-configuration file that mention
1597      *   the same service provider. </p>
1598      *
1599      *   <p> The provider class must be visible to the class loader. </p> </li>
1600      *
1601      * </ul>
1602      *
1603      * @apiNote If the class path of the class loader includes remote network
1604      * URLs then those URLs may be dereferenced in the process of searching for
1605      * provider-configuration files.
1606      *
1607      * <p> This activity is normal, although it may cause puzzling entries to be
1608      * created in web-server logs.  If a web server is not configured correctly,
1609      * however, then this activity may cause the provider-loading algorithm to fail
1610      * spuriously.
1611      *
1612      * <p> A web server should return an HTTP 404 (Not Found) response when a
1613      * requested resource does not exist.  Sometimes, however, web servers are
1614      * erroneously configured to return an HTTP 200 (OK) response along with a
1615      * helpful HTML error page in such cases.  This will cause a {@link
1616      * ServiceConfigurationError} to be thrown when this class attempts to parse
1617      * the HTML page as a provider-configuration file.  The best solution to this
1618      * problem is to fix the misconfigured web server to return the correct
1619      * response code (HTTP 404) along with the HTML error page.
1620      *
1621      * @param  <S> the class of the service type
1622      *
1623      * @param  service
1624      *         The interface or abstract class representing the service
1625      *
1626      * @param  loader
1627      *         The class loader to be used to load provider-configuration files
1628      *         and provider classes, or {@code nullif the system class
1629      *         loader (or, failing that, the bootstrap class loader) is to be
1630      *         used
1631      *
1632      * @return A new service loader
1633      *
1634      * @throws ServiceConfigurationError
1635      *         if the service type is not accessible to the caller or the
1636      *         caller is in an explicit module and its module descriptor does
1637      *         not declare that it uses {@code service}
1638      *
1639      * @revised 9
1640      * @spec JPMS
1641      */

1642     @CallerSensitive
1643     public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service,
1644                                             ClassLoader loader)
1645     {
1646         return new ServiceLoader<>(Reflection.getCallerClass(), service, loader);
1647     }
1648
1649     /**
1650      * Creates a new service loader for the given service type, using the
1651      * current thread's {@linkplain java.lang.Thread#getContextClassLoader
1652      * context class loader}.
1653      *
1654      * <p> An invocation of this convenience method of the form
1655      * <pre>{@code
1656      *     ServiceLoader.load(service)
1657      * }</pre>
1658      *
1659      * is equivalent to
1660      *
1661      * <pre>{@code
1662      *     ServiceLoader.load(service, Thread.currentThread().getContextClassLoader())
1663      * }</pre>
1664      *
1665      * @apiNote Service loader objects obtained with this method should not be
1666      * cached VM-wide. For example, different applications in the same VM may
1667      * have different thread context class loaders. A lookup by one application
1668      * may locate a service provider that is only visible via its thread
1669      * context class loader and so is not suitable to be located by the other
1670      * application. Memory leaks can also arise. A thread local may be suited
1671      * to some applications.
1672      *
1673      * @param  <S> the class of the service type
1674      *
1675      * @param  service
1676      *         The interface or abstract class representing the service
1677      *
1678      * @return A new service loader
1679      *
1680      * @throws ServiceConfigurationError
1681      *         if the service type is not accessible to the caller or the
1682      *         caller is in an explicit module and its module descriptor does
1683      *         not declare that it uses {@code service}
1684      *
1685      * @revised 9
1686      * @spec JPMS
1687      */

1688     @CallerSensitive
1689     public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) {
1690         ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
1691         return new ServiceLoader<>(Reflection.getCallerClass(), service, cl);
1692     }
1693
1694     /**
1695      * Creates a new service loader for the given service type, using the
1696      * {@linkplain ClassLoader#getPlatformClassLoader() platform class loader}.
1697      *
1698      * <p> This convenience method is equivalent to: </p>
1699      *
1700      * <pre>{@code
1701      *     ServiceLoader.load(service, ClassLoader.getPlatformClassLoader())
1702      * }</pre>
1703      *
1704      * <p> This method is intended for use when only installed providers are
1705      * desired.  The resulting service will only find and load providers that
1706      * have been installed into the current Java virtual machine; providers on
1707      * the application's module path or class path will be ignored.
1708      *
1709      * @param  <S> the class of the service type
1710      *
1711      * @param  service
1712      *         The interface or abstract class representing the service
1713      *
1714      * @return A new service loader
1715      *
1716      * @throws ServiceConfigurationError
1717      *         if the service type is not accessible to the caller or the
1718      *         caller is in an explicit module and its module descriptor does
1719      *         not declare that it uses {@code service}
1720      *
1721      * @revised 9
1722      * @spec JPMS
1723      */

1724     @CallerSensitive
1725     public static <S> ServiceLoader<S> loadInstalled(Class<S> service) {
1726         ClassLoader cl = ClassLoader.getPlatformClassLoader();
1727         return new ServiceLoader<>(Reflection.getCallerClass(), service, cl);
1728     }
1729
1730     /**
1731      * Creates a new service loader for the given service type to load service
1732      * providers from modules in the given module layer and its ancestors. It
1733      * does not locate providers in unnamed modules. The ordering that the service
1734      * loader's {@link #iterator() iterator} and {@link #stream() stream} locate
1735      * providers and yield elements is as follows:
1736      *
1737      * <ul>
1738      *   <li><p> Providers are located in a module layer before locating providers
1739      *   in parent layers. Traversal of parent layers is depth-first with each
1740      *   layer visited at most once. For example, suppose L0 is the boot layer, L1
1741      *   and L2 are modules layers with L0 as their parent. Now suppose that L3 is
1742      *   created with L1 and L2 as the parents (in that order). Using a service
1743      *   loader to locate providers with L3 as the context will locate providers
1744      *   in the following order: L3, L1, L0, L2. </p></li>
1745      *
1746      *   <li><p> If a module declares more than one provider then the providers
1747      *   are located in the order that its module descriptor
1748      *   {@linkplain java.lang.module.ModuleDescriptor.Provides#providers()
1749      *   lists the providers}. Providers added dynamically by instrumentation
1750      *   agents are always located after providers declared by the module. </p></li>
1751      *
1752      *   <li><p> The ordering of modules in a module layer is not defined. </p></li>
1753      * </ul>
1754      *
1755      * @apiNote Unlike the other load methods defined here, the service type
1756      * is the second parameter. The reason for this is to avoid source
1757      * compatibility issues for code that uses {@code load(S, null)}.
1758      *
1759      * @param  <S> the class of the service type
1760      *
1761      * @param  layer
1762      *         The module layer
1763      *
1764      * @param  service
1765      *         The interface or abstract class representing the service
1766      *
1767      * @return A new service loader
1768      *
1769      * @throws ServiceConfigurationError
1770      *         if the service type is not accessible to the caller or the
1771      *         caller is in an explicit module and its module descriptor does
1772      *         not declare that it uses {@code service}
1773      *
1774      * @since 9
1775      * @spec JPMS
1776      */

1777     @CallerSensitive
1778     public static <S> ServiceLoader<S> load(ModuleLayer layer, Class<S> service) {
1779         return new ServiceLoader<>(Reflection.getCallerClass(), layer, service);
1780     }
1781
1782     /**
1783      * Load the first available service provider of this loader's service. This
1784      * convenience method is equivalent to invoking the {@link #iterator()
1785      * iterator()} method and obtaining the first element. It therefore
1786      * returns the first element from the provider cache if possible, it
1787      * otherwise attempts to load and instantiate the first provider.
1788      *
1789      * <p> The following example loads the first available service provider. If
1790      * no service providers are located then it uses a default implementation.
1791      * <pre>{@code
1792      *    CodecFactory factory = ServiceLoader.load(CodecFactory.class)
1793      *                                        .findFirst()
1794      *                                        .orElse(DEFAULT_CODECSET_FACTORY);
1795      * }</pre>
1796      * @return The first service provider or empty {@code Optional} if no
1797      *         service providers are located
1798      *
1799      * @throws ServiceConfigurationError
1800      *         If a provider class cannot be loaded for any of the reasons
1801      *         specified in the <a href="#errors">Errors</a> section above.
1802      *
1803      * @since 9
1804      * @spec JPMS
1805      */

1806     public Optional<S> findFirst() {
1807         Iterator<S> iterator = iterator();
1808         if (iterator.hasNext()) {
1809             return Optional.of(iterator.next());
1810         } else {
1811             return Optional.empty();
1812         }
1813     }
1814
1815     /**
1816      * Clear this loader's provider cache so that all providers will be
1817      * reloaded.
1818      *
1819      * <p> After invoking this method, subsequent invocations of the {@link
1820      * #iterator() iterator} or {@link #stream() stream} methods will lazily
1821      * locate providers (and instantiate in the case of {@code iterator})
1822      * from scratch, just as is done by a newly-created service loader.
1823      *
1824      * <p> This method is intended for use in situations in which new service
1825      * providers can be installed into a running Java virtual machine.
1826      */

1827     public void reload() {
1828         lookupIterator1 = null;
1829         instantiatedProviders.clear();
1830
1831         lookupIterator2 = null;
1832         loadedProviders.clear();
1833         loadedAllProviders = false;
1834
1835         // increment count to allow CME be thrown
1836         reloadCount++;
1837     }
1838
1839     /**
1840      * Returns a string describing this service.
1841      *
1842      * @return  A descriptive string
1843      */

1844     public String toString() {
1845         return "java.util.ServiceLoader[" + service.getName() + "]";
1846     }
1847
1848 }
1849