文章详情

短信预约-IT技能 免费直播动态提醒

请输入下面的图形验证码

提交验证

短信预约提醒成功

Spring Boot 优雅停机原理详解

2023-02-16 12:00

关注

正文

SpringBoot 从2.3.0.RELEASE 开始支持 web 服务器的优雅停机

看看官方文档是怎么介绍这一新特性的

“ Graceful shutdown is supported with all four embedded web servers (Jetty, Reactor Netty, Tomcat, and Undertow) and with both reactive and Servlet-based web applications. It occurs as part of closing the application context and is performed in the earliest phase of stopping SmartLifecycle beans. This stop processing uses a timeout which provides a grace period during which existing requests will be allowed to complete but no new requests will be permitted. The exact way in which new requests are not permitted varies depending on the web server that is being used. Jetty, Reactor Netty, and Tomcat will stop accepting requests at the network layer. Undertow will accept requests but respond immediately with a service unavailable (503) response."

四种内嵌 web 服务器(Jetty、Reactor Netty、Tomcat 和 Undertow)以及 reactive 和基于 servlet 的 web 应用程序都支持优雅停机,它作为关闭应用程序上下文的一部分发生,并且是SmartLifecyclebean里最早进行关闭的。此停止处理会有个超时机制,该超时提供了一个宽限期,在此期间允许完成现有请求,但不允许新请求。具体实现取决于所使用的web服务器。Jetty、Reactor Netty 和 Tomcat 将停止接受网络层的请求。Undertow 将接受请求,但立即响应服务不可用(503)。

如何开启优雅停机

server:
  # 设置关闭方式为优雅关闭
  shutdown: graceful
spring:
  lifecycle:
    # 优雅关闭超时时间, 默认30s
    timeout-per-shutdown-phase: 30s

优雅停机原理

shutdown hook

在 Java 程序中可以通过添加钩子,在程序退出时会执行钩子方法,从而实现关闭资源、平滑退出等功能。

public static void main(String[] args) {
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("执行 ShutdownHook ...");
            }
        }));
    }

覆盖以下场景:

说明: kill -9 会直接杀死进程不会触发 shutdownhook 方法执行,shutdownhook 回调方法会启动新线程,注册多个钩子会并发执行。

SpringBoot注册 Shutdown Hook

SpringBoot 在启动过程中,则会默认注册一个 Shutdown Hook,在应用被关闭的时候,会触发钩子调用 doClose()方法,去关闭容器。(也可以通过 actuate 来优雅关闭应用,不在本文讨论范围)

org.springframework.boot.SpringApplication#refreshContext

private void refreshContext(ConfigurableApplicationContext context) {
   // 默认为true
   if (this.registerShutdownHook) {
      try {
         context.registerShutdownHook();
      }
      catch (AccessControlException ex) {
         // Not allowed in some environments.
      }
   }
   refresh((ApplicationContext) context);
}

org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext

@Override
public void registerShutdownHook() {
   if (this.shutdownHook == null) {
      // No shutdown hook registered yet.
      this.shutdownHook = new Thread(SHUTDOWN_HOOK_THREAD_NAME) {
         @Override
         public void run() {
            synchronized (startupShutdownMonitor) {
               // 回调去关闭容器
               doClose();
            }
         }
      };
      // 注册钩子
      Runtime.getRuntime().addShutdownHook(this.shutdownHook);
   }
}

注册实现smartLifecycle的Bean

在创建 webserver 的时候,会创建一个实现smartLifecycle的 bean,用来支撑 server 的优雅关闭。

org.springframework.boot.web.servlet.context.ServletWebServerApplicationContext

private void createWebServer() {
      // 省略其他无关代码
      this.webServer = factory.getWebServer(getSelfInitializer());
      // 注册webServerGracefulShutdown用来实现server优雅关闭
      getBeanFactory().registerSingleton("webServerGracefulShutdown",new WebServerGracefulShutdownLifecycle(this.webServer));
      // 省略其他无关代码
}

可以看到 WebServerGracefulShutdownLifecycle 类实现SmartLifecycle接口,重写了 stop 方法,stop 方法会触发 webserver 的优雅关闭方法(取决于具体使用的 webserver 如 tomcatWebServer)。

org.springframework.boot.web.servlet.context.WebServerGracefulShutdownLifecycle

class WebServerGracefulShutdownLifecycle implements SmartLifecycle {
   @Override
   public void stop(Runnable callback) {
      this.running = false;
      // 优雅关闭server
      this.webServer.shutDownGracefully((result) -> callback.run());
   }
}

org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatWebServer

public class TomcatWebServer implements WebServer {
   public TomcatWebServer(Tomcat tomcat, boolean autoStart, Shutdown shutdown) {
      this.tomcat = tomcat;
      this.autoStart = autoStart;
      // 如果SpringBoot开启了优雅停机配置,shutdown = Shutdown.GRACEFUL
      this.gracefulShutdown = (shutdown == Shutdown.GRACEFUL) ? new GracefulShutdown(tomcat) : null;
      initialize();
   }
   @Override
   public void shutDownGracefully(GracefulShutdownCallback callback) {
      if (this.gracefulShutdown == null) {
         // 如果没有开启优雅停机,会立即关闭tomcat服务器
         callback.shutdownComplete(GracefulShutdownResult.IMMEDIATE);
         return;
      }
      // 优雅关闭服务器
      this.gracefulShutdown.shutDownGracefully(callback);
   }
}

smartLifecycle的工作原理

上文提到钩子方法被调用后会执行 doColse()方法,在关闭容器之前,会通过 lifecycleProcessor 调用 lifecycle 的方法。

org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext

protected void doClose() {
   if (this.active.get() && this.closed.compareAndSet(false, true)) {
      LiveBeansView.unregisterApplicationContext(this);
      // 发布 ContextClosedEvent 事件
      publishEvent(new ContextClosedEvent(this));
      // 回调所有实现Lifecycle 接口的Bean的stop方法
      if (this.lifecycleProcessor != null) {
            this.lifecycleProcessor.onClose();
      }
      // 销毁bean, 关闭容器
      destroyBeans();
      closeBeanFactory();
      onClose();
      if (this.earlyApplicationListeners != null) {
         this.applicationListeners.clear();
         this.applicationListeners.addAll(this.earlyApplicationListeners);
      }
      // Switch to inactive.
      this.active.set(false);
   }
}

关闭 Lifecycle Bean 的入口: org.springframework.context.support.DefaultLifecycleProcessor

public class DefaultLifecycleProcessor implements LifecycleProcessor, BeanFactoryAware {
   @Override
   public void onClose() {
      stopBeans();
      this.running = false;
   }
   private void stopBeans() {
      //获取所有的 Lifecycle bean
      Map<String, Lifecycle> lifecycleBeans = getLifecycleBeans();
      //按Phase值对bean分组, 如果没有实现 Phased 接口则认为 Phase 是 0
      Map<Integer, LifecycleGroup> phases = new HashMap<>();
      lifecycleBeans.forEach((beanName, bean) -> {
         int shutdownPhase = getPhase(bean);
         LifecycleGroup group = phases.get(shutdownPhase);
         if (group == null) {
            group = new LifecycleGroup(shutdownPhase, this.timeoutPerShutdownPhase, lifecycleBeans, false);
            phases.put(shutdownPhase, group);
         }
         group.add(beanName, bean);
      });
      if (!phases.isEmpty()) {
         List<Integer> keys = new ArrayList<>(phases.keySet());
         //按照 Phase 值倒序
         keys.sort(Collections.reverseOrder());
         // Phase值越大优先级越高,先执行
         for (Integer key : keys) {
            phases.get(key).stop();
         }
      }
   }

DefaultLifecycleProcessor 的 stop 方法执行流程:

优雅停机超时时间如何控制

从上文我们已经可以梳理出,优雅停机的执行流程,下面可以看下停机超时时间是如何控制的。

org.springframework.context.support.DefaultLifecycleProcessor

// DefaultLifecycleProcessor内部类
private class LifecycleGroup {
   public void stop() {
      this.members.sort(Collections.reverseOrder());
      // count值默认为该组smartLifeCycel bean的数量
      CountDownLatch latch = new CountDownLatch(this.smartMemberCount);
      // 用于日志打印,打印等待超时未关闭成功的beanName
      Set<String> countDownBeanNames = Collections.synchronizedSet(new LinkedHashSet<>());
      Set<String> lifecycleBeanNames = new HashSet<>(this.lifecycleBeans.keySet());
      for (LifecycleGroupMember member : this.members) {
         if (lifecycleBeanNames.contains(member.name)) {
            // bean如果还没关闭,执行关闭方法
            doStop(this.lifecycleBeans, member.name, latch, countDownBeanNames);
         }
         else if (member.bean instanceof SmartLifecycle) {
            // 如果是SmartLifecycle bean 并且已经被提前处理了(依赖其他更优先关闭的bean,会提前关闭)
            latch.countDown();
         }
      }
      try {
         // 等待该组 所有smartLifeCycel bean成功关闭 或者 超时
         // 等待时间默认30s, 如果没有配置timeout-per-shutdown-phase
         latch.await(this.timeout, TimeUnit.MILLISECONDS);
      }
      catch (InterruptedException ex) {
         Thread.currentThread().interrupt();
      }
   }
}
private void doStop(Map<String, ? extends Lifecycle> lifecycleBeans, final String beanName,
      final CountDownLatch latch, final Set<String> countDownBeanNames) {
   // 从未关闭的bean List中移除
   Lifecycle bean = lifecycleBeans.remove(beanName);
   if (bean != null) {
      String[] dependentBeans = getBeanFactory().getDependentBeans(beanName);
      // 如果该bean被其他bean依赖,优先关闭那些bean
      for (String dependentBean : dependentBeans) {
         doStop(lifecycleBeans, dependentBean, latch, countDownBeanNames);
      }
      // Lifecycel#isRunning 需要为true才会执行stop方法
      if (bean.isRunning()) {
           if (bean instanceof SmartLifecycle) {
              // 关闭之前先记录,如果超时没关闭成功 用于打印日志提醒
              countDownBeanNames.add(beanName);
              ((SmartLifecycle) bean).stop(() -> {
                 // 执行成功countDown
                 latch.countDown();
                 // 关闭成功移除
                 countDownBeanNames.remove(beanName);
              });
           }
           else {
               // 普通Lifecycle bean直接调用stop方法
               bean.stop();
           }
       }
       else if (bean instanceof SmartLifecycle) {
            // 如何SmartLifecycle不需要关闭,直接countDown
           latch.countDown();
       }
   }
}

优雅停机的执行流程总结:

以上就是Spring Boot 优雅停机原理详解的详细内容,更多关于Spring Boot 停机原理的资料请关注编程网其它相关文章!

阅读原文内容投诉

免责声明:

① 本站未注明“稿件来源”的信息均来自网络整理。其文字、图片和音视频稿件的所属权归原作者所有。本站收集整理出于非商业性的教育和科研之目的,并不意味着本站赞同其观点或证实其内容的真实性。仅作为临时的测试数据,供内部测试之用。本站并未授权任何人以任何方式主动获取本站任何信息。

② 本站未注明“稿件来源”的临时测试数据将在测试完成后最终做删除处理。有问题或投稿请发送至: 邮箱/279061341@qq.com QQ/279061341

软考中级精品资料免费领

  • 历年真题答案解析
  • 备考技巧名师总结
  • 高频考点精准押题
  • 2024年上半年信息系统项目管理师第二批次真题及答案解析(完整版)

    难度     813人已做
    查看
  • 【考后总结】2024年5月26日信息系统项目管理师第2批次考情分析

    难度     354人已做
    查看
  • 【考后总结】2024年5月25日信息系统项目管理师第1批次考情分析

    难度     318人已做
    查看
  • 2024年上半年软考高项第一、二批次真题考点汇总(完整版)

    难度     435人已做
    查看
  • 2024年上半年系统架构设计师考试综合知识真题

    难度     224人已做
    查看

相关文章

发现更多好内容

猜你喜欢

AI推送时光机
位置:首页-资讯-后端开发
咦!没有更多了?去看看其它编程学习网 内容吧
首页课程
资料下载
问答资讯