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如何使用钩子优雅的关闭JVM?

程序的启动很简单,启动的时候通常会做一些预加载资源的操作。但是有时候关闭的时候,启动的时候预加载的资源并没有完全清理干净,因此可以使用钩子函数来完成。

作者:冯冬冬 来源:愚公要移山|2021-03-28 09:17

前言

1、基本概述

程序的启动很简单,启动的时候通常会做一些预加载资源的操作。但是有时候关闭的时候,启动的时候预加载的资源并没有完全清理干净,因此可以使用钩子函数来完成。

2、JVM关闭的场景分类

直接看一张图吧,本图来自博客园的BarryWang,特在此说明。

从上面可以看到,JVM关闭主要分为了三类,第一种是正常的关闭,第二种是异常关闭的情况,第三种是强制关闭的情况。对于前两种方式我们可以使用钩子函数优雅的关闭,但是强制关闭的时候钩子函数并不起作用。

有了这些概念,我们直接使用一个案例进行演示,再进行分析。

一、代码演示钩子函数

1、JVM正常关闭

直接看代码吧,

  1. public class Test { 
  2.  public void start(){ 
  3.   Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(()->  
  4.     System.out.println("钩子函数被执行,可以在这里关闭资源"
  5.   )); 
  6.  } 
  7.  public static void main(String[] args) throws Exception{ 
  8.   new Test().start(); 
  9.   System.out.println("主应用程序在执行"); 
  10.  } 
  11. //控制台输出 
  12. //主应用程序在执行 
  13. //钩子函数被执行,可以在这里关闭资源 

看控制台打印,可以发现,主应用程序执行完之后就会调用钩子函数,接下来就会正式的关闭JVM。

2、异常关闭

还是直接看代码演示,这里我们演示异常关闭的第二种OOM的情况,我们可以先设置堆的大小为20M,然后在代码中创建一个500M的对象,这样就会OOM。参数是-Xmx20M;

  1. public class Test { 
  2.  public void start(){ 
  3.   Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(()->  
  4.     System.out.println("钩子函数被执行,可以在这里关闭资源"
  5.   )); 
  6.  } 
  7.  public static void main(String[] args) throws Exception{ 
  8.   new Test().start(); 
  9.   System.out.println("主应用程序在执行"); 
  10.   Runtime.getRuntime().halt(1); 
  11.   byte[] b = new byte[500*1024*1024]; 
  12.  } 
  13. //控制台输出 
  14. //主应用程序在执行 
  15. //钩子函数被执行,可以在这里关闭资源 

从控制台可以看出,钩子函数在异常关闭的时候依然会被调用。

3、强制关闭

这里我们使用Runtime.getRuntime().halt()来演示强势关闭。这个方法和System.exit的区别是,System.exit会执行钩子函数,但是Runtime.getRuntime().halt()不会。

  1. public class Test { 
  2.  public void start(){ 
  3.   Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(()->  
  4.     System.out.println("钩子函数被执行,可以在这里关闭资源"
  5.   )); 
  6.  } 
  7.  public static void main(String[] args) throws Exception{ 
  8.   new Test().start(); 
  9.   System.out.println("主应用程序在执行"); 
  10.   Runtime.getRuntime().halt(1); 
  11.  } 
  12. //控制台输出 
  13. //主应用程序在执行 

从上面代码的输出可以看出,调用了Runtime.getRuntime().halt(1)就会强制关闭JVM,钩子函数来不及执行就关闭了。而使用System.exit依然会执行。所以一般使用System.exit来关闭JVM。

4、移除钩子函数

上面演示了钩子函数的作用,有时候我们想移除也比较简单。

  1. public class Test { 
  2.  public static void main(String[] args) throws Exception{ 
  3.   //new Test().start(); 
  4.   Thread willNotRun = new Thread(() ->  
  5.    System.out.println("Won't run!")); 
  6.   Runtime.getRuntime().addShutdownHook(willNotRun); 
  7.   System.out.println("主应用程序在执行"); 
  8.   Runtime.getRuntime().removeShutdownHook(willNotRun); 
  9.  } 
  10. //控制台输出 
  11. //主应用程序在执行 

OK,钩子函数的基本操作就写到这,使用起来比较简单,不过我之前看过Spring的启动流程,所以又去那个启动流程看了一波,发现也使用到了钩子函数。

二、典型应用场景

1、Spring使用

Spring在关闭上下文的时候,可以使用钩子函数来关闭残留的资源。方法是使用ApplicationContext注册一个钩子函数即可。

  1. ApplicationContext.registerShutdownHook(); 
  2. //上面的这句代码可以分析进去看看 
  3. public void registerShutdownHook() { 
  4.     if (this.shutdownHook == null) { 
  5.       this.shutdownHook = new Thread() { 
  6.         @Override 
  7.         public void run() { 
  8.           //Spring正常关闭 
  9.           doClose(); 
  10.         } 
  11.       }; 
  12.       //调用钩子函数关闭残留资源 
  13.       Runtime.getRuntime().addShutdownHook(this.shutdownHook); 
  14.     } 

从源码可以看出,Spring其实也是调用了Java的钩子函数进行关闭的。

2、其他使用

我在很多博客中也看到了spark和hadoop的关闭,由于我没看过源码,所以这里我说一下结论,对于其他的使用场景,基本上也是调用了Java的钩子函数来执行的。

结论

在关闭JVM的时候,我们可以封装钩子函数去优雅的关闭线程。不过在使用的时候还需要注意以下几个方面:

1、钩子函数本质是个线程

多个钩子会并发执行,JVM并不保证它们的执行顺序;因此最好是在一个钩子中执行一系列操作。

2、钩子中不能再新建钩子

在关闭钩子中,不能执行注册、移除钩子的操作,否则JVM抛出 IllegalStateException。也不能使用System.exit(),前面提到System.exit()会触发钩子函数的执行,但是Runtime.halt()可以,因为Runtime.halt()可以强制关闭。

3、钩子里最好不要有耗时操作

钩子函数主要用于关闭残留资源,因此不要有一些耗时的操作。

OK,先写到这。

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