Java并發(fā)編程：優(yōu)雅的關(guān)閉鉤子（Shutdown Hook）
作者：寫bug的高哈哈
當(dāng)程序即將退出時(shí)（例如釋放資源、關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)連接等），可以通過(guò)預(yù)先注冊(cè)一個(gè)或多個(gè)關(guān)閉鉤子線程（Shutdown Hook）來(lái)執(zhí)行相關(guān)操作。當(dāng) JVM 進(jìn)程準(zhǔn)備退出時(shí)，這些鉤子線程會(huì)被觸發(fā)并運(yùn)行。
關(guān)閉鉤子簡(jiǎn)介
當(dāng)程序即將退出時(shí)（例如釋放資源、關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)連接等），可以通過(guò)預(yù)先注冊(cè)一個(gè)或多個(gè)關(guān)閉鉤子線程（Shutdown Hook）來(lái)執(zhí)行相關(guān)操作。當(dāng) JVM 進(jìn)程準(zhǔn)備退出時(shí)，這些鉤子線程會(huì)被觸發(fā)并運(yùn)行。
示例代碼：
public class HookThreadDemo {
privatestaticclass HookRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
try {
System.out.println("鉤子線程 " + Thread.currentThread().getName() + " 正在執(zhí)行...");
Thread.sleep(2000L);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("鉤子線程 " + Thread.currentThread().getName() + " 執(zhí)行結(jié)束");
}
}
public static void main(String[] args) {
HookRunnable hookRunnable = new HookRunnable();
// 添加鉤子線程 0
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(hookRunnable));
// 添加鉤子線程 1
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(hookRunnable));
System.out.println("主線程即將結(jié)束執(zhí)行");
}
}輸出結(jié)果：
主線程即將結(jié)束執(zhí)行
鉤子線程 Thread-0 正在執(zhí)行...
鉤子線程 Thread-1 正在執(zhí)行...
鉤子線程 Thread-1 執(zhí)行結(jié)束
鉤子線程 Thread-0 執(zhí)行結(jié)束當(dāng)主線程執(zhí)行完畢后，JVM 進(jìn)程退出前，所有注冊(cè)的鉤子線程會(huì)被啟動(dòng)并執(zhí)行。
關(guān)閉鉤子應(yīng)用場(chǎng)景
- 釋放資源：關(guān)閉文件句柄、數(shù)據(jù)庫(kù)連接等，避免資源泄漏。
- 停止服務(wù)：安全關(guān)閉服務(wù)器，確保所有請(qǐng)求處理完畢。
- 發(fā)送通知：通過(guò)郵件或短信通知用戶服務(wù)已停止。
- 記錄日志：保存系統(tǒng)狀態(tài)或錯(cuò)誤信息，便于后續(xù)排查問(wèn)題。
數(shù)據(jù)庫(kù)連接實(shí)戰(zhàn)演示
以下代碼演示如何用關(guān)閉鉤子關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)連接：
public class DatabaseConnection {
privatestatic Connection conn;
public static void main(String[] args) {
System.out.println("主線程開始執(zhí)行");
initConnection(); // 初始化數(shù)據(jù)庫(kù)連接
System.out.println("執(zhí)行數(shù)據(jù)查詢與處理");
// 注冊(cè)關(guān)閉鉤子
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> closeConnection()));
System.out.println("主線程結(jié)束執(zhí)行");
}
private static void initConnection() {
try {
Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
conn = DriverManager.getConnection(
"jdbc:mysql://localhost:3306/school_info?useSSL=true&",
"root", "root"
);
System.out.println("數(shù)據(jù)庫(kù)連接成功！");
} catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private static void closeConnection() {
try {
conn.close();
System.out.println("數(shù)據(jù)庫(kù)連接已關(guān)閉！");
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}輸出結(jié)果：
主線程開始執(zhí)行
數(shù)據(jù)庫(kù)連接成功！
執(zhí)行數(shù)據(jù)查詢與處理
主線程結(jié)束執(zhí)行
數(shù)據(jù)庫(kù)連接已關(guān)閉！使用關(guān)閉鉤子的注意事項(xiàng)
- 強(qiáng)制終止進(jìn)程（如kill -9）不會(huì)觸發(fā)鉤子線程。
- 避免耗時(shí)操作：鉤子線程中不要執(zhí)行長(zhǎng)時(shí)間任務(wù)，否則會(huì)延遲 JVM 退出。
- 禁止異常拋出：鉤子線程中的異?？赡軐?dǎo)致 JVM 無(wú)法正常退出。
- 注冊(cè)順序：按依賴關(guān)系注冊(cè)鉤子，先注冊(cè)簡(jiǎn)單任務(wù)，后注冊(cè)復(fù)雜任務(wù)。
- 避免啟動(dòng)新線程：在鉤子中啟動(dòng)新線程可能導(dǎo)致 JVM 無(wú)法正常關(guān)閉。
開源框架中的關(guān)閉鉤子機(jī)制
1. Spring
在AbstractApplicationContext中，registerShutdownHook()方法注冊(cè)鉤子，用于關(guān)閉上下文：
public void registerShutdownHook() {
if (this.shutdownHook == null) {
this.shutdownHook = new Thread(() -> doClose());
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(this.shutdownHook);
}
}2. Tomcat
Tomcat 通過(guò)注冊(cè)鉤子確保服務(wù)關(guān)閉時(shí)釋放資源：
public void registerShutdownHook() {
if (this.shutdownHook == null) {
this.shutdownHook = new Thread(() -> {
synchronized (startupShutdownMonitor) {
doClose();
}
});
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(this.shutdownHook);
}
}關(guān)閉鉤子機(jī)制的原理
JVM 啟動(dòng)時(shí)，主線程會(huì)創(chuàng)建一個(gè)關(guān)閉線程（Shutdown Thread），并將所有注冊(cè)的鉤子添加到其任務(wù)列表中。當(dāng) JVM 收到終止信號(hào)時(shí)：
- 停止所有用戶線程。
- 啟動(dòng)關(guān)閉線程，按順序執(zhí)行鉤子任務(wù)。
- 等待所有鉤子執(zhí)行完畢或超時(shí)后退出。
鉤子的注冊(cè)與執(zhí)行
- 注冊(cè)：通過(guò)Runtime.getRuntime().addShutdownHook(Thread)將線程添加到ApplicationShutdownHooks的靜態(tài)列表中。
- 執(zhí)行：關(guān)閉線程按順序同步執(zhí)行系統(tǒng)級(jí)鉤子，異步執(zhí)行應(yīng)用級(jí)鉤子，并等待所有線程完成。
關(guān)閉鉤子的觸發(fā)時(shí)機(jī)
- 主動(dòng)調(diào)用：通過(guò)Runtime.exit()或System.exit()觸發(fā)。
- 信號(hào)捕獲：JVM 注冊(cè)信號(hào)處理器（如INT、TERM），捕獲kill命令發(fā)送的信號(hào)后觸發(fā)。
示例代碼（捕獲信號(hào)）：
public class SignalHandlerTest implements SignalHandler {
public static void main(String[] args) {
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() ->
System.out.println("關(guān)閉鉤子正在運(yùn)行...")));
SignalHandler handler = new SignalHandlerTest();
Signal.handle(new Signal("INT"), handler); // 捕獲 Ctrl+C
Signal.handle(new Signal("TERM"), handler); // 捕獲 kill 命令
while (true) {
System.out.println("主線程運(yùn)行中...");
Thread.sleep(2000);
}
}
@Override
public void handle(Signal signal) {
System.out.println("接收到信號(hào)：" + signal.getName() + "-" + signal.getNumber());
System.exit(0);
}
}輸出示例：
主線程運(yùn)行中...
主線程運(yùn)行中...
^C接收到信號(hào)：INT-2
關(guān)閉鉤子正在運(yùn)行...信號(hào)處理與守護(hù)線程
- 信號(hào)不可捕獲的情況：KILL（9）和QUIT（3）無(wú)法被捕獲。
- 守護(hù)線程：JVM 在所有用戶線程結(jié)束后自動(dòng)退出，守護(hù)線程（如 GC 線程）不會(huì)阻止 JVM 退出。
總結(jié)
Java 的關(guān)閉鉤子機(jī)制覆蓋了大部分退出場(chǎng)景，但以下情況例外：
- 使用kill -9強(qiáng)制終止進(jìn)程時(shí)，鉤子不會(huì)執(zhí)行。
- 信號(hào)處理需調(diào)用System.exit()確保進(jìn)程退出。
通過(guò)合理使用關(guān)閉鉤子，可以實(shí)現(xiàn)資源釋放、服務(wù)優(yōu)雅關(guān)閉等關(guān)鍵功能。
責(zé)任編輯：武曉燕
來(lái)源：
程序猿技術(shù)充電站
