JAVA优雅的退出机制

参考：

• Netty 优雅退出机制和原理

• Java 优雅地退出程序

• 每天一个linux命令（42）：kill命令

一、JAVA进程退出时机：

• 虚拟机中可能同时有多个线程运行，只有当所有的非守护线程（通常都是用户线程）都结束的时候，虚拟机的进程才会结束，不管当前运行的线程是不是main线程。
• main 线程运行结束，如果此时运行的其他线程全部是 Daemon 线程，JVM 会使这些线程停止，同时退出。但是如果此时正在运行的其他线程有非守护线程，那么必须等所有的非守护线程结束，JVM才会退出。

二、JAVA优雅退出机制

常见的退出方式：

1. 交互式的前台应用可用是常用ctrl + c退出执行

2. 后台应用常用退出方式: kill命令

   命令格式 kill[参数][进程号]

   命令功能

   ​ 发送指定的信号到相应进程。不指定型号将发送SIGTERM（15）终止指定进程。如果任无法终止该程序可用“-KILL” 参数，其发送的信号为SIGKILL(9) ，将强制结束进程，使用ps命令或者jobs 命令可以查看进程号。root用户将影响用户的进程，非root用户只能影响自己的进程。

   命令参数

   -l 信号，若果不加信号的编号参数，则使用“-l”参数会列出全部的信号名称
   -a 当处理当前进程时，不限制命令名和进程号的对应关系
   -p 指定kill 命令只打印相关进程的进程号，而不发送任何信号
   -s 指定发送信号
   -u 指定用户

   常见信号
   HUP 1 终端断线
   INT 2 中断（同 Ctrl + C）
   QUIT 3 退出（同 Ctrl + \）
   TERM 15 终止
   KILL 9 强制终止
   CONT 18 继续（与STOP相反， fg/bg命令）
   STOP 19 暂停（同 Ctrl + Z）

注意

(1) kill命令可以带信号号码选项，也可以不带。如果没有信号号码，kill命令就会发出终止信号(15)，这个信号可以被进程捕获，使得进程在退出之前可以清理并释放资源。也可以用kill向进程发送特定的信号。例如： kill -2 123 它的效果等同于在前台运行PID为123的进程时按下Ctrl+C键。但是，普通用户只能使用不带signal参数的kill命令或最多使用-9信号。

(2) kill可以带有进程ID号作为参数。当用kill向这些进程发送信号时，必须是这些进程的主人。如果试图撤销一个没有权限撤销的进程或撤销一个不存在的进程，就会得到一个错误信息。

(3) 可以向多个进程发信号或终止它们。

(4) 当kill成功地发送了信号后，shell会在屏幕上显示出进程的终止信息。有时这个信息不会马上显示，只有当按下Enter键使shell的命令提示符再次出现时，才会显示出来。

(5) 应注意，信号使进程强行终止，这常会带来一些副作用，如数据丢失或者终端无法恢复到正常状态。发送信号时必须小心，只有在万不得已时，才用kill信号(9)，因为进程不能首先捕获它。要撤销所有的后台作业，可以输入kill 0。因为有些在后台运行的命令会启动多个进程，跟踪并找到所有要杀掉的进程的PID是件很麻烦的事。这时，使用kill 0来终止所有由当前shell启动的进程，是个有效的方法。

JAVA优雅退出的方式

无论是下面那种方式都在使用kill -9 pid命令终止进程时无效。同时为了保证进程真正的结束，在结束脚本里都会有超时时间，如果超时没有结束则执行强制退出命令(kill -9 pid)。

• 注册JDK的ShutdownHook来实现，当系统接收到退出指令时，首先标记系统处于退出状态，不再接收新的消息，然后将积压的消息处理完，最后调用资源回收接口将资源销毁，各线程退出执行。
• 监听信号量并注册SignalHandler

首先是ShutdownHook示例代码：

@Slf4j
public class ShutdownWithAddShutdownHook {

    /**
     * 可以监听到 kill -15 pid 但是 kill -9 pid强制杀死进程监听不到
     *
     * @param args 命令行参数
     * @throws InterruptedException
     */
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {


        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
            log.info("addShutdownHook .... start");
            try {
                Thread.sleep(1500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            log.info("addShutdownHook .... ended");
        }));

        Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);

    }

}

然后是SignalHandler的方式：

/**
 * @author mac
 */
@Slf4j
public class SignalHandlerTest {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        // 注册要监听的信号
        RegSignalHandlerImpl signalHandlerImp = new RegSignalHandlerImpl();
        Signal.handle(new Signal("INT"), signalHandlerImp);
        Signal.handle(new Signal("TERM"), signalHandlerImp);
        Signal.handle(new Signal("USR2"), signalHandlerImp);

        Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);

        log.info("退出程序");

    }


    static class RegSignalHandlerImpl implements SignalHandler {

        @Override
        public void handle(Signal sig) {
            log.info("SignalHandler.handel() => {}:{}", sig.getName(), sig.getNumber());

            // 可以在SignalHandler中动态添加addShutdownHook方法
            Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
                log.info("Runtime.getRuntime().addShutdownHook() => start");
                try {
                    // 模拟应用进程退出前的处理操作
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                log.info("Runtime.getRuntime().addShutdownHook() => ended");
            }));
            Runtime.getRuntime().exit(0);
        }
    }


}

三、Netty 的优雅退出

优雅退出都走了什么：

1. 尽快的释放 NIO 线程、句柄等资源；
2. 如果使用 flush 做批量消息发送，需要将积攒在发送队列中的待发送消息发送完成；
3. 正在 write 或者 read 的消息，需要继续处理；
4. 设置在 NioEventLoop 线程调度器中的定时任务，需要执行或者清理。

退出的步骤：

1. 把 NIO 线程的状态位设置成 ST_SHUTTING_DOWN 状态，不再处理新的消息（不允许再对外发送消息）；
2. 退出前的预处理操作：把发送队列中尚未发送或者正在发送的消息发送完、把已经到期或者在退出超时之前到期的定时任务执行完成、把用户注册到 NIO 线程的退出 Hook 任务执行完成；
3. 资源的释放操作：所有 Channel 的释放、多路复用器的去注册和关闭、所有队列和定时任务的清空取消，最后是 NIO 线程的退出。