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Java ShutdownHook原理详解

2024-04-02 19:55

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ShutdownHook介绍

在java程序中,很容易在进程结束时添加一个钩子,即ShutdownHook。通常在程序启动时加入以下代码即可


Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(){
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("I'm shutdown hook...");
    }
});

有了ShutdownHook我们可以

不少java中间件或框架都使用了ShutdownHook的能力,如dubbo、spring等。

spring中在application context被load时会注册一个ShutdownHook。 这个ShutdownHook会在进程退出前执行销毁bean,发出ContextClosedEvent等动作。 而dubbo在spring框架下正是监听了ContextClosedEvent,调用dubboBootstrap.stop()来实现清理现场和dubbo的优雅发布,spring的事件机制默认是同步的,所以能在publish事件时等待所有监听者执行完毕。

ShutdownHook原理

ShutdownHook的数据结构与执行顺序


private static void runHooks() {
    for (int i=0; i < MAX_SYSTEM_HOOKS; i++) {
        try {
            Runnable hook;
            synchronized (lock) {
                // acquire the lock to make sure the hook registered during
                // shutdown is visible here.
                currentRunningHook = i;
                hook = hooks[i];
            }
            if (hook != null) hook.run();
        } catch(Throwable t) {
            if (t instanceof ThreadDeath) {
                ThreadDeath td = (ThreadDeath)t;
                throw td;
            }
        }
    }
}

static void runHooks() {
    Collection<Thread> threads;
    synchronized(ApplicationShutdownHooks.class) {
        threads = hooks.keySet();
        hooks = null;
    }

    for (Thread hook : threads) {
        hook.start();
    }
    for (Thread hook : threads) {
        while (true) {
            try {
                hook.join();
                break;
            } catch (InterruptedException ignored) {
            }
        }
    }
}

用一副图总结如下:

ShutdownHook触发点

从Shutdown的runHooks顺藤摸瓜,我们得出以下这个调用路径

Shutdown.exit

跟进Shutdown.exit的调用方,发现有 Runtime.exit 和 Terminator.setup

这样覆盖了代码中主动结束进程和被kill杀死进程的场景。

主动结束进程不必介绍,这里说一下信号捕获。在java中我们可以写出如下代码来捕获kill信号,只需要实现SignalHandler接口以及handle方法,程序入口处注册要监听的相应信号即可,当然不是每个信号都能捕获处理。


public class SignalHandlerTest implements SignalHandler {

    public static void main(String[] args) {

        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("I'm shutdown hook ");
            }
        });

        SignalHandler sh = new SignalHandlerTest();
        Signal.handle(new Signal("HUP"), sh);
        Signal.handle(new Signal("INT"), sh);
        //Signal.handle(new Signal("QUIT"), sh);// 该信号不能捕获
        Signal.handle(new Signal("ABRT"), sh);
        //Signal.handle(new Signal("KILL"), sh);// 该信号不能捕获
        Signal.handle(new Signal("ALRM"), sh);
        Signal.handle(new Signal("TERM"), sh);

        while (true) {
            System.out.println("main running");
            try {
                Thread.sleep(2000L);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    @Override
    public void handle(Signal signal) {
        System.out.println("receive signal " + signal.getName() + "-" + signal.getNumber());
        System.exit(0);
    }
}

要注意的是通常来说,我们捕获信号,做了一些个性化的处理后需要主动调用System.exit,否则进程就不会退出了,这时只能使用kill -9来强制杀死进程了。

而且每次信号的捕获是在不同的线程中,所以他们之间的执行是异步的。

Shutdown.shutdown

这个方法可以看注释



翻译一下就是该方法会在最后一个非daemon线程(非守护线程)结束时被JNI的DestroyJavaVM方法调用。

java中有两类线程,用户线程和守护线程,守护线程是服务于用户线程,如GC线程,JVM判断是否结束的标志就是是否还有用户线程在工作。 当最后一个用户线程结束时,就会调用 Shutdown.shutdown。这是JVM这类虚拟机语言特有的"权利",倘若是golang这类编译成可执行的二进制文件时,当全部用户线程结束时是不会执行ShutdownHook的。

举个例子,当java进程正常退出时,没有在代码中主动结束进程,也没有kill,就像这样


public static void main(String[] args) {

    Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread() {
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            System.out.println("I'm shutdown hook ");
        }
    });
}

当main线程运行完了后,也能打印出I'm shutdown hook,反观golang就做不到这一点(如果可以做到,可以私信告诉我,我是个golang新手)

通过如上两个调用的分析,我们概括出如下结论:

我们能看出java的ShutdownHook其实覆盖的非常全面了,只有一处无法覆盖,即当我们杀死进程时使用了kill -9时,由于程序无法捕获处理,进程被直接杀死,所以无法执行ShutdownHook。

总结

综上,我们得出一些结论

以上就是Java ShutdownHook原理详解的详细内容,更多关于Java ShutdownHook原理的资料请关注编程网其它相关文章!

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