一起学并发编程 – 钩子函数(shutdownHook)

shutdownHook是一种特殊的结构,它允许开发人员插入JVM关闭时执行的一段代码。这种情况在我们需要做特殊清理操作的情况下很有用

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用途

JbossJetty等容器中都可以看到shutdownHook的身影,例如在服务优雅下线一文中的spring-boot-starter-actuator就会触发shutdownHook...

  • Application正常退出,在退出时执行特定的业务逻辑,或者关闭资源等操作。
  • 虚拟机非正常退出,比如用户按下ctrl+c、OOM宕机、操作系统关闭(kill pid)等。在退出时执行必要的挽救措施。

用法

正常退出

public class ShutdownHook {      public static void main(String[] args) throws InterruptedException {         Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {             try (FileWriter fw = new FileWriter("hook.log")) {                 // 假设记录日志/或者发送消息                 fw.write("完成销毁操作,回收内存! " + (new Date()).toString());                 System.out.println("退出程序...");             } catch (IOException e) {                 e.printStackTrace();             }         }));         IntStream.range(0, 10).forEach(i -> {             try {                 System.out.println("正在工作...");                 Thread.sleep(2_000L);             } catch (InterruptedException e) {                 e.printStackTrace();             }         });     } }

当我们运行上面的代码时,会看到在完成main方法的执行时JVM调用shutdownHook

正在工作... ... 正在工作... 退出程序...

日志

kill pid方式

关闭进程

命令

注意事项

虽然编写一个shutdownHook很简单,但是需要了解shutdownHook后面的内部部件才能正确使用。因此,在后续中,将探讨shutdownHook设计背后的一些陷阱

应用程序无法保证shutdownHook总是运行的

如JVM由于某些内部错误而崩溃,或(Unix / Linux中的kill -9)或TerminateProcess(Windows)),那么应用程序需要立即终止而不会甚至等待任何清理活动。除了上述之外,还可以通过调用Runime.halt()方法来终止JVM,而阻止shutdownHook运行。

shutdownHook可以在完成前强行停止

虽然shutdownHook开始执行,但是在操作系统关闭的情况下,任然可以在完成之前终止它。在这种情况下,一旦SIGTERM被提供,O/S等待一个进程终止指定的时间。如果进程在该时间限制内没有终止,则O/S通过发出SIGTERM(或Windows中的对等方)强制终止进程。所以有可能这是在shutdownHook中途执行时发生的。

因此,建议谨慎地编写shutdownHook,确保它们快速完成,并且不会造成死锁等情况。另外特别注意的是,不应该执行长时间计算或等待用户I/O操作在钩子。

可以有多个shutdownHook,但其执行顺序无法保证

public void addShutdownHook(Thread hook) {     SecurityManager sm = System.getSecurityManager();     if (sm != null) {         sm.checkPermission(new RuntimePermission("shutdownHooks"));     }     ApplicationShutdownHooks.add(hook); } class ApplicationShutdownHooks {     /* The set of registered hooks */     private static IdentityHashMap<Thread, Thread> hooks;     static synchronized void add(Thread hook) {         if(hooks == null)             throw new IllegalStateException("Shutdown in progress");          if (hook.isAlive())             throw new IllegalArgumentException("Hook already running");          if (hooks.containsKey(hook))             throw new IllegalArgumentException("Hook previously registered");          hooks.put(hook, hook);     } }

通过源码发现,可以注册多个shutdownHook。但是因为它是存储在IdentityHashMap中的,JVM并不能保证其执行顺序。但是可以同时执行所有的shutdownHook

关闭顺序开始后,无法注册/取消注册shutdownHook

一旦关闭顺序是由JVM发起的,将不在允许添加或删除任何现有的shutdownHook,否则抛出IllegalStateException异常。

关闭顺序开始后,只能由Runtime.halt()停止

关闭顺序开始后,只能通过Runtime.halt()(强制终止JVM),可以停止关闭顺序的执行(外部影响除外,如SIGKILL)。

使用shutdownHook需要安全权限

如果我们使用Java Security Managers,则执行添加/删除shutdownHook的代码需要在运行时具有shutdownHooks权限。否则会导致SecurityException

参考:http://docs.oracle.com/javase/1.5.0/docs/api/java/lang/Runtime.html#addShutdownHook(java.lang.Thread) "官方文档")

- 说点什么

全文代码:https://gitee.com/battcn/battcn-concurent/tree/master/Chapter1-1/battcn-thread/src/main/java/com/battcn/chapter10

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