ShutdownHook的原理是什么

這篇文章主要講解了“ShutdownHook的原理是什么”，文中的講解內(nèi)容簡單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學(xué)習(xí)“ShutdownHook的原理是什么”吧！

ShutdownHook介紹

在java程序中，很容易在進程結(jié)束時添加一個鉤子，即ShutdownHook。通常在程序啟動時加入以下代碼即可

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

有了ShutdownHook我們可以

• 在進程結(jié)束時做一些善后工作，例如釋放占用的資源，保存程序狀態(tài)等

• 為優(yōu)雅(平滑)發(fā)布提供手段，在程序關(guān)閉前摘除流量

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

spring在application  context被load時會注冊一個ShutdownHook。這個ShutdownHook會在進程退出前執(zhí)行銷毀bean，發(fā)出ContextClosedEvent等動作。而dubbo在spring框架下正是監(jiān)聽了ContextClosedEvent，調(diào)用dubboBootstrap.stop()來實現(xiàn)清理現(xiàn)場和dubbo的優(yōu)雅發(fā)布，spring的事件機制默認(rèn)是同步的，所以能在publish事件時等待所有監(jiān)聽者執(zhí)行完畢。

ShutdownHook原理

ShutdownHook的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與執(zhí)行順序

• 當(dāng)我們添加一個ShutdownHook時，會調(diào)用ApplicationShutdownHooks.add(hook)，往ApplicationShutdownHooks類下的靜態(tài)變量private  static IdentityHashMap

• ApplicationShutdownHooks類初始化時會把hooks添加到Shutdown的hooks中去，而Shutdown的hooks是系統(tǒng)級的ShutdownHook，并且系統(tǒng)級的ShutdownHook由一個數(shù)組構(gòu)成，只能添加10個

• 系統(tǒng)級的ShutdownHook調(diào)用了thread類的run方法，所以系統(tǒng)級的ShutdownHook是同步有序執(zhí)行的

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;             }         }     } }

• 系統(tǒng)級的ShutdownHook的add方法是包可見，即我們不能直接調(diào)用它

• ApplicationShutdownHooks位于下標(biāo)1處，且應(yīng)用級的hooks，執(zhí)行時調(diào)用的是thread類的start方法，所以應(yīng)用級的ShutdownHook是異步執(zhí)行的，但會等所有hook執(zhí)行完畢才會退出。

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) {             }         }     } }

用一副圖總結(jié)如下：

ShutdownHook觸發(fā)點

從Shutdown的runHooks順藤摸瓜，我們得出以下兩個調(diào)用路徑

重點看Shutdown.exit 和 Shutdown.shutdown

Shutdown.exit

跟進Shutdown.exit的調(diào)用方，發(fā)現(xiàn)有 Runtime.exit 和 Terminator.setup

• Runtime.exit 是代碼中主動結(jié)束進程的接口

• Terminator.setup 被 initializeSystemClass  調(diào)用，當(dāng)?shù)谝粋€線程被初始化的時候被觸發(fā)，觸發(fā)后注冊一個信號監(jiān)聽函數(shù)，捕獲kill發(fā)出的信號，調(diào)用Shutdown.exit結(jié)束進程

這樣覆蓋了代碼中主動結(jié)束進程和被kill殺死進程的場景。

主動結(jié)束進程不必介紹，這里說一下信號捕獲。在java中我們可以寫出如下代碼來捕獲kill信號，只需要實現(xiàn)SignalHandler接口以及handle方法，程序入口處注冊要監(jiān)聽的信號即可，當(dāng)然不是每個信號都能捕獲處理。

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);// 該信號不能捕獲         Signal.handle(new Signal("ABRT"), sh);         //Signal.handle(new Signal("KILL"), sh);// 該信號不能捕獲         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，通常來說我們捕獲信號，做了一些個性化的處理后需要主動調(diào)用System.exit，否則進程就不會退出了，這時只能使用kill  -9來強制殺死進程了。

而且每次信號的捕獲是在不同的線程中，所以他們之間的執(zhí)行是異步的。

Shutdown.shutdown

這個方法可以看注釋

/* Invoked by the JNI DestroyJavaVM procedure when the last non-daemon   * thread has finished.  Unlike the exit method, this method does not   * actually halt the VM.   */

翻譯一下就是該方法會在最后一個非daemon線程(非守護線程)結(jié)束時被JNI的DestroyJavaVM方法調(diào)用。

java中有兩類線程，用戶線程和守護線程，守護線程是服務(wù)于用戶線程，如GC線程，JVM判斷是否結(jié)束的標(biāo)志就是是否還有用戶線程在工作。當(dāng)最后一個用戶線程結(jié)束時，就會調(diào)用  Shutdown.shutdown。這是JVM這類虛擬機語言特有的"權(quán)利"，倘若是golang這類編譯成可執(zhí)行的二進制文件時，當(dāng)全部用戶線程結(jié)束時是不會執(zhí)行ShutdownHook的。

舉個例子，當(dāng)java進程正常退出時，沒有在代碼中主動結(jié)束進程，也沒有kill，就像這樣

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

當(dāng)main線程運行完了后，也能打印出I'm shutdown hook，反觀golang就做不到這一點

通過如上兩個調(diào)用的分析，我們概括出如下結(jié)論：

我們能看出java的ShutdownHook其實覆蓋的非常全面了，只有一處無法覆蓋，即當(dāng)我們殺死進程時使用了kill  -9時，由于程序無法捕獲處理，進程被直接殺死，所以無法執(zhí)行ShutdownHook。

總結(jié)

綜上，我們得出一些結(jié)論

• 重寫捕獲信號需要注意主動退出進程，否則進程可能永遠(yuǎn)不會退出，捕獲信號的執(zhí)行是異步的

• 用戶級的ShutdownHook是綁定在系統(tǒng)級的ShutdownHook之上，且用戶級是異步執(zhí)行，系統(tǒng)級是同步順序執(zhí)行，用戶級處于系統(tǒng)級執(zhí)行順序的第二位

• ShutdownHook  覆蓋的面比較廣，不論是手動調(diào)用接口退出進程，還是捕獲信號退出進程，抑或是用戶線程執(zhí)行完畢退出，都會執(zhí)行ShutdownHook，唯一不會執(zhí)行的就是kill  -9

感謝各位的閱讀，以上就是“ShutdownHook的原理是什么”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對ShutdownHook的原理是什么這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關(guān)知識點的文章，歡迎關(guān)注！