如何优雅地关闭JVM？看看钩子函数如何一步实现

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，

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

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

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

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

ApplicationContext.registerShutdownHook();
//上面的这句代码可以分析进去看看
public void registerShutdownHook() {
    if (this.shutdownHook == null) {
      this.shutdownHook = new Thread() {
        @Override
        public void run() {
          //Spring正常关闭
          doClose();
        }
      };
      //调用钩子函数关闭残留资源
      Runtime.getRuntime().addShutdownHook(this.shutdownHook);
    }
}

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。