一起学并发编程 - 钩子函数（shutdownHook）

qpal 发布于2019-08-15 12:06 / 3270人阅读

摘要：在退出时执行必要的挽救措施。在这种情况下，一旦被提供，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，则通过发出或中的对等方强制终止进程。所以有可能这是在中途执行时发生的。

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

用途

在Jboss，Jetty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...

kill pid方式

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 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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