深入聊聊Spring Boot 优雅停机

背景
Spring Boot version
容器销毁
应用停止方式
模拟`kill -9`和`kill -15`
Java应用如何处理`kill -15`
Spring Boot 2.3后优雅停机的完善

GracefulShutdown 简单源码分析
Web容器的优雅停机

总结
参考

背景

最近一直在研究微服务中的优雅停机，在使用feign远程rpc调用的时候总会遇到上下线调用到已经重启的服务，所以就想研究一下优雅停机，当然优雅停机不单单是在Java应用层面上，由于涉及知识面比较广，我们就暂时先只研究Spring Boot 中的优雅停机，后续再研究其他的。

Spring Boot version

2.6.6

容器销毁

我们都知道在我们注册的单例Bean在实现了DisposableBean接口的时候容器在关闭的时候都会执行destroy方法

@Component
public class TestDisposableBean implements DisposableBean {
    
    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        System.out.println("测试优雅停机, Bean 正在销毁 ...");
    }
}

应用停止方式

但是需要注意的时候一般应用的停止有两种方式

kill -9 pid 直接强杀应用程序
kill -15

两者的区别也很明显， kill -9 pid 是操作系统从内核态直接强行杀死某个进程，该进程没有任何的反应机会，非常简单粗暴kill -15 则可以理解为操作系统发送一个关闭信号(SIGTERM)让应用程序收到该信号自己去决定。应用程序基本可以选择如下几种方式

立即停止程序
释放相关资源后停止程序
忽略该信号，继续执行程序

模拟`kill -9`和`kill -15`

上面简单说了一下两者的区别，还是比较抽象，由于打包方式使用命令去模拟比较麻烦，所以我们直接基于IDEA来模拟一下。

我们首先定义一个简单的单例bean销毁后的操作

@Component
public class TestDisposableBean implements DisposableBean {
    
    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        System.out.println("测试优雅停机, Bean 正在销毁 ...");
    }
}

和上面代码一样接着我们直接启动一个最简单的spring boot 项目这里我们直接按这个销毁键,这里就相当于是给应用程序执行了kill -15可以看到销毁前执行了我们定义的方法。如果我们连续快速按两下销毁键，就模拟了kill -9，我们会发现应用程序什么也没有输出

Java应用如何处理`kill -15`

实际上Java应用在接受到kill -15命令后都会去执行Jdk提供的一个钩子线程方法,大致使用方式如下

public class ShutdownHookTest {

    public static void main(String[] args) {
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
            System.out.println("hook execute...");
        }));
        System.out.println("app running");
        while (true) {
        }
    }
}

我们可以看到我们在执行kill -15后会执行钩子函数里面的方法

既然知道了Java是通过钩子函数去处理kill -15命令的，那么我们不难想象spring 这个销毁Bean的动作肯定也是这么做的。那么具体的实现方式是如何呢？我们打开源码就可以看到SpringApplication中的registerShutdownHook默认就为true

可以看到这里就注册了一个构造函数，而钩子函数本身的SpringApplicationShutdownHook中的run方法

可以看到实际的销毁bean操作还是在close方法中封装的这里的close方法一共做了5件事：

发布Spring应用上下文的关闭事件，让监听器们有机会在应用关闭之前做出一些响应
执行lifecycleProcessor的关闭方法，让Lifecycle们有机会在应用关闭之前做出一些响应
销毁IOC容器里所有单例Bean
关闭BeanFactory
执行勾子函数，子类实现后做各自的资源清理，比如ServletWebServerApplicationContext会实现该勾子函数关闭内嵌的WebServer(Tomcat)

Spring Boot 2.3后优雅停机的完善

我们知道在spring boot 2.3后的版本对优雅停机做了完善，如果我们想要开启也非常简单，只需要在application.yaml配置文件中开启优雅停机即可

server:
  port: 6080
  shutdown: graceful #开启优雅停机
spring:
  lifecycle:
    timeout-per-shutdown-phase: 20s #设置缓冲时间 默认30s

可以看到这里设置了一个默认缓冲时间，因为如果你在销毁操作中执行了什么慢方法就导致应用销毁不掉，就还是需要强行杀死应用

GracefulShutdown 简单源码分析

如果我们debug就会发现GracefulShutdown优雅停机的核心方法是在DefaultLifecycleProcessor中实现的可以在这里看到这里利用了CountDownLatch来逐个关闭lifecycleBean,最多等待时间就是我们设置的timeout

Web容器的优雅停机

web容器的优雅停机主要是通过WebServerStartStopLifecycle实现SmartLifecycle接口，而不同web容器统一由WebServerManager去屏蔽底层细节

WebServerManager中拥有接口WebServer

而WebServer中则定义了容器的启动停止的公用方法实现WebServer的接口就有我们常用的容器

总结

总的来说Spring Boot中的优雅停机核心还是使用 kill -15来销毁应用加JVM的钩子函数来处理的。具体我们想要自定义一些应用销毁后的优雅停机处理也可以基于类似方式去实现

参考

博客

原文始发于微信公众号（小奏技术）：深入聊聊Spring Boot 优雅停机

文章由极客之音整理，本文链接：https://www.bmabk.com/index.php/post/29916.html

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应用停止方式

模拟kill -9和kill -15

Java应用如何处理kill -15

Spring Boot 2.3后优雅停机的完善

GracefulShutdown 简单源码分析

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