JVM之_13_ShutdownHook
前言
Github：https://github.com/HealerJean
一、ShutdownHook
java里有个方法Runtime.getRuntime#addShutdownHook，是否了解呢?
ShutdownHook是什么意思呢，看单词解释“关闭钩子”，addShutdownHook就是添加一个关闭钩子，这个钩子是做什么的呢？能否解决上面的问题？
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
//todo
}));
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
⬤ 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。
2、RunTime 类
public void addShutdownHook(Thread hook) {
@SuppressWarnings("removal")
SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
if (sm != null) {
sm.checkPermission(new RuntimePermission("shutdownHooks"));
}
ApplicationShutdownHooks.add(hook);
}
3、ApplicationShutdownHooks
1）添加钩子
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);
}
2） 执行钩子
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) {
}
}
}
}
3）执行时机
为什么在系统退出的时候会执行添加的
hook呢？我们看一下正常的退出操作System#exit方法。
a、 类调用层级
System->Runtime->Shutdown->ApplicationShutdownHooks
b、 方法调用
系统退出入口：System#exit
步骤 1–>System#exit
步骤 2–>Runtime#exit;
步骤 3–> Shutdown#exit
步骤 4–> Shutdown#runHooks
步骤 5–> ApplicationShutdownHooks#runHooks
步骤 6–>启动添加的hook线程
c、 补充一下
为什么步骤 4 会调用到步骤5呢？
可以看一下 ApplicationShutdownHooks 的构造函数，在创建的时候，封装了 runHooks 方法，放到了 Shutdown 的钩子集合里。如此形成闭环，在系统正常退出的时候，最终执行我们添加的 hook。
二、例子
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new Thread() {
@Override
public void run() {
System.out.println("等等我");
}
};
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(thread);
System.out.println("程序关闭");
}
输出：
程序关闭
等等我
三、应用场景
关闭链接、线程、资源释放、记录执行状态等。
四、风险点
1、长时间等待
1）样例
如果添加的
hook线程长时间执行，我们的退出命令会一直等待，为什么呢？
举个例子，我们在执行的时候 sleep一下
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000*300);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(new Date()+" 等我5分钟");
}
};
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(thread);
System.out.println(new Date()+" 程序关闭");
}
输出：
Tue Nov 12 17:37:38 CST 2024 程序关闭
Tue Nov 12 17:42:38 CST 2024 等我5分钟
2）原因
JVM在退出的时候会调用runHooks方法，看一下上面的方法 java.lang.ApplicationShutdownHooks#runHooks方法。关键字
hook.join();主线程会等待子线程执行完成。如果程序一直执行，不能退出怎么办？
3）解决
1 ) 写代码时候控制执行逻辑、时长
2）kill -9 命令 强制退出
2、使用事项
a、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。
b、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，仍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。
c、可以有多个shutdownHook，但其执行顺序无法保证
d、面相对象
1、Runtime.getRuntime#addShutdownHook是面向开发者的
ApplicationShutdownHook#add、Shutdown#add我们都不能直接使用。
2、许多中间件框架也利用addShutdownHook来实现资源回收、清理等操作
比如 Spring 框架中，使用了 ShutdownHook 注册，我们常用的@ PreDestroy 在 Bean销毁前执行一些操作，也是借助其回调的。
