Java 如何实现优雅停服？刨根问底

在 Java 的世界里遨游，如果能拥有一双善于发现的眼睛，有很多东西留心去看，外加耐心助力，仔细去品，往往会品出不一样的味道。

通过本次分享，能让你轻松 get 如下几点，绝对收获满满。

a）如何让 Java 程序实现优雅停服？有思想才是硬道理！

b）addShutdownHook 的使用场景？会用才是王道！

c）addShutdownHook 钩子函数到底是个啥？刨根问底！

1. 如何让 Java 程序实现优雅停服？

无论是自研基础服务框架，还是分析开源项目源码，细心的 Java 开发同学，都会发现 Runtime.getRuntime().addShutdownHook 这么一句代码的身影，这句到底是干什么用的？

接下来就一起细品，看看它香不香？

阿里开源的数据同步神器 Canal 启动时的部分源码：

Apache 麾下的用于海量日志收集的 Flume 启动时的部分源码：

仰望了一下开源的项目，不妨从中提炼一下共性（同样的代码遇到多次，势必会品出味道），写段代码跑跑看（站在 flume 源码的肩膀上，起飞）。

 import java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor;
 import java.util.concurrent.TimeUnit;

 /**
  * 体验 Java 优雅停服
  *
  * @author 一猿小讲
  */
 public class Application {

     /**
      * 监控服务
      */
     private ScheduledThreadPoolExecutor monitorService;

     public Application() {
         monitorService = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);
     }

     /**
      * 启动监控服务，监控一下内存信息
      */
     public void start() {
         System.out.println(String.format("启动监控服务 %s", Thread.currentThread().getId()));
         monitorService.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
             @Override
             public void run() {
                 System.out.println(String.format("最大内存: %dm  已分配内存: %dm  已分配内存中的剩余空间: %dm  最大可用内存: %dm",
                         Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024,
                         Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024,
                         Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024,
                         (Runtime.getRuntime().maxMemory() - Runtime.getRuntime().totalMemory() +
                                 Runtime.getRuntime().freeMemory()) / 1024 / 1024));
             }
         }, 2, 2, TimeUnit.SECONDS);
     }

     /**
      * 释放资源（代码来源于 flume 源码）
      * 主要用于关闭线程池（看不懂的同学莫纠结，当做黑盒去对待）
      */
     public void stop() {
         System.out.println(String.format("开始关闭线程池 %s", Thread.currentThread().getId()));
         if (monitorService != null) {
             monitorService.shutdown();
             try {
                 monitorService.awaitTermination(10, TimeUnit.SECONDS);
             } catch (InterruptedException e) {
                 System.err.println("Interrupted while waiting for monitor service to stop");
             }
             if (!monitorService.isTerminated()) {
                 monitorService.shutdownNow();
                 try {
                     while (!monitorService.isTerminated()) {
                         monitorService.awaitTermination(10, TimeUnit.SECONDS);
                     }
                 } catch (InterruptedException e) {
                     System.err.println("Interrupted while waiting for monitor service to stop");
                 }
             }
         }
         System.out.println(String.format("线程池关闭完成 %s", Thread.currentThread().getId()));
     }

     /**
      * 应用入口
      */
     public static void main(String[] args) {
         Application application = new Application();
         // 启动服务（每隔一段时间监控输出一下内存信息）
         application.start();

         // 添加钩子，实现优雅停服（主要验证钩子的作用）
         final Application appReference = application;
         Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread("shutdown-hook") {
             @Override
             public void run() {
                 System.out.println("接收到退出的讯号，开始打扫战场，释放资源，完成优雅停服");
                 appReference.stop();
             }
         });
         System.out.println("服务启动完成");
     }
 }

经常读文的我很清楚，耐心读文章中源码的同学应该很少，所以我还是用图给你简单捋一捋。

标注1：start 方法利用线程池启动一个线程去定时监控内存信息；

标注2：stop 方法用于在退出程序之前，进行关闭线程池进而释放资源。

程序跑起来，效果如下。

当进行 kill 操作时，程序确实进行了资源释放，效果确实很优雅。

一切看似那么自然，一切又是那么完美，这是真的吗？杀进程时候如果用 kill -9，这种情况下会发生什么现象呢？

呜呼！结果不会骗人的，当用 kill -9 的时候，就显得很粗暴了，压根不管什么资源释放，不管三七二十一，就是终止程序。

估计很多同学，都擅长用 kill -9 进行杀进程，为了线上的应用安全，还是用 kill -15 命令杀进程吧，这样会给应用留点时间去打扫一下战场，释放一下资源。

好了，通过仔细品味，借助 JDK 自带的 addShutdownHook 来助力应用，确实能让线上服务跑起来很优雅。

有思想才是硬道理！

2. addShutdownHook 的使用场景？

通过代码试验，能够感知 addShutdownHook(new Thread(){}) 是 JVM 销毁前要执行的一个线程，那么只要是涉及到资源回收的场景，应该都可以满足，下面简单列举几个。

a）数据同步神器 Canal 借助它，来进行关闭 socket 链接、释放 canal 的工作节点、清理缓存信息等；

b）海量日志收集 Flume 借助它，来实现线程池资源关闭、工作线程停止等；

c）在应用正常退出时，执行特定的业务逻辑、关闭资源等操作。

d）在 OOM 宕机、 CTRL+C、或执行 kill pid，导致 JVM 非正常退出时，加入必要的挽救措施成为可能。

其实，在 Java 的世界里遨游，只有想不到的，没有做不到的！

3. addShutdownHook 钩子函数是个啥？

刨根还要问到底！

Hook 翻译过来是「钩子」的意思，那顾名思义就是用来挂东西的。

如图所示，在现实生活中，要制作腊肉，首先用钩子把肉勾住，然后挂在竹竿上，这应该是钩子的作用。

生活如此，一切设计理念都源于生活，在 Java 的世界里，亦是如此。

如上图 Runtime 的源码所示，遵循 Java 的核心思想「一切皆是对象」，那么可以把 addShutdownHook 方法可以视作挂钩子，其实称之为钩子函数会好一些，而现实生活中的肉就可以抽象为释放资源的线程。

只要有这个钩子函数，对外就提供了扩展能力，研发人员就可以往钩子上挂各种自定义的场景实现，这种设计你细品那绝对是香！这也就是 Canal、Flume、Tomcat 等不同应用，在优雅停服时有着不同的实现的原因吧。

大白话，钩子函数有了，想挂什么东西，根据心情自己定就好了。

再深入去刨会发现，由于底层数据结构采用 Map 来进行存储，那么就支持研发人员挂多个 shutdownHook 的实现，又带来了无限的可能性（又带来了无限的「刺激」，自己好好去体会）。

好了，避免头大，就刨到这儿吧，感兴趣的可自行顺着思路继续刨下去。

4. 寄语，写在最后

作为研发人员：要拥有一双善于发现的眼睛，要善于发现代码之美。

作为研发人员：要时常思考面对当前的项目，是否能够简单重构让程序跑的更顺溜。

作为研发人员：要多看、多悟、多提炼、多实践。

作为研发人员：请不要放弃代码，因为程序终会铸就人生。

本次分享就到这里，希望对你有所帮助吧。一起聊技术、谈业务、喷架构，少走弯路，不踩大坑。

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