Java Shutdown Hook 场景使用和源码分析，聊一聊MySQL数据库中的那些锁

运行结果

程序开始启动…

执行钩子方法…

Exception in thread “main” java.lang.ArithmeticException: / by zero

at com.chenpi.ShutdownHookDemo.main(ShutdownHookDemo.java:12)

Process finished with exit code 1

至于系统被关闭，或者使用 Kill pid 命令杀掉进程就不演示了，感兴趣的可以自行验证。

注意事项

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可以向虚拟机注册多个关闭钩子，但是注意这些钩子执行是并发的，执行顺序是不确定的。

package com.chenpi;

public class ShutdownHookDemo {

static {

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> System.out.println(“执行钩子方法A…”)));

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> System.out.println(“执行钩子方法B…”)));

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> System.out.println(“执行钩子方法C…”)));

}

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

System.out.println(“程序开始启动…”);

Thread.sleep(2000);

System.out.println(“程序即将退出…”);

}

}

运行结果

程序开始启动…

程序即将退出…

执行钩子方法B…

执行钩子方法C…

执行钩子方法A…

---

向虚拟机注册的钩子方法需要尽快执行结束，尽量不要执行长时间的操作，例如 I/O 等可能被阻塞的操作，死锁等，这样就会导致程序短时间不能被关闭，甚至一直关闭不了。我们也可以引入超时机制强制退出钩子，让程序正常结束。

package com.chenpi;

public class ShutdownHookDemo {

static {

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {

// 模拟长时间的操作

try {

Thread.sleep(1000000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}));

}

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

System.out.println(“程序开始启动…”);

Thread.sleep(2000);

System.out.println(“程序即将退出…”);

}

}

以上的钩子执行时间比较长，最终会导致程序在等待很长时间之后才能被关闭。

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如果 JVM 已经调用执行关闭钩子的过程中，不允许注册新的钩子和注销已经注册的钩子，否则会报 IllegalStateException 异常。通过源码分析，JVM 调用钩子的时候，即调用 ApplicationShutdownHooks#runHooks() 方法，会将所有钩子从变量 hooks 取出，然后将此变量置为 null。

// 调用执行钩子

static void runHooks() {

Collection threads;

synchronized(ApplicationShutdownHooks.class) {

threads = hooks.keySet();

hooks = null;

}

for (Thread hook : threads) {

hook.start();

}

for (Thread hook : threads) {

try {

hook.join();

} catch (InterruptedException x) { }

}

}

在注册和注销钩子的方法中，首先会判断 hooks 变量是否为 null，如果为 null 则抛出异常。

// 注册钩子

static synchronized void add(Thread hook) {

if(hooks == null)

throw new IllegalStateException(“Shutdown in progress”);

if (hook.isAlive())

throw new IllegalArgumentException(“Hook already running”);

if (hooks.containsKey(hook))

throw new IllegalArgumentException(“Hook previously registered”);

hooks.put(hook, hook);

}

// 注销钩子

static synchronized boolean remove(Thread hook) {

if(hooks == null)

throw new IllegalStateException(“Shutdown in progress”);

if (hook == null)

throw new NullPointerException();

return hooks.remove(hook) != null;

}

我们演示下这种情况

package com.chenpi;

public class ShutdownHookDemo {

static {

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {

System.out.println(“执行钩子方法…”);

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(

() -> System.out.println(“在JVM调用钩子的过程中再新注册钩子，会报错IllegalStateException”)));

// 在JVM调用钩子的过程中注销钩子，会报错IllegalStateException

Runtime.getRuntime().removeShutdownHook(Thread.currentThread());

}));

}

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

System.out.println(“程序开始启动…”);

Thread.sleep(2000);

System.out.println(“程序即将退出…”);

}

}

运行结果

程序开始启动…

程序即将退出…

执行钩子方法…

Exception in thread “Thread-0” java.lang.IllegalStateException: Shutdown in progress

at java.lang.ApplicationShutdownHooks.add(ApplicationShutdownHooks.java:66)

at java.lang.Runtime.addShutdownHook(Runtime.java:211)

at com.chenpi.ShutdownHookDemo.lambda$static$1(ShutdownHookDemo.java:8)

at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

---

如果调用 Runtime.getRuntime().halt() 方法停止 JVM，那么虚拟机是不会调用钩子的。

package com.chenpi;

public class ShutdownHookDemo {

static {

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> System.out.println(“执行钩子方法…”)));

}

public static void main(String[] args) {

System.out.println(“程序开始启动…”);

System.out.println(“程序即将退出…”);

Runtime.getRuntime().halt(0);

}

}

运行结果

程序开始启动…

程序即将退出…

Process finished with exit code 0

如果要想终止执行中的钩子方法，只能通过调用 Runtime.getRuntime().halt() 方法，强制让程序退出。在Linux环境中使用 kill -9 pid 命令也是可以强制终止退出。

package com.chenpi;

public class ShutdownHookDemo {

static {

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {

System.out.println(“开始执行钩子方法…”);

Runtime.getRuntime().halt(-1);

System.out.println(“结束执行钩子方法…”);

}));

}

public static void main(String[] args) {

System.out.println(“程序开始启动…”);

System.out.println(“程序即将退出…”);

}

}

运行结果

程序开始启动…

程序即将退出…

开始执行钩子方法…

Process finished with exit code -1

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如果程序使用 Java Security Managers，使用 shutdown Hook 则需要安全权限 RuntimePermission(“shutdownHooks”)，否则会导致 SecurityException。

实践

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例如，我们程序自定义了一个线程池，用来接收和处理任务。如果程序突然奔溃异常退出，这时线程池的所有任务有可能还未处理完成，如果不处理完程序就直接退出，可能会导致数据丢失，业务异常等重要问题。这时钩子就派上用场了。

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ShutdownHookDemo {

// 线程池

private static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);

static {

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {

System.out.println(“开始执行钩子方法…”);

// 关闭线程池

executorService.shutdown();

try {

// 等待60秒

System.out.println(executorService.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS));

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(“结束执行钩子方法…”);

}));

}

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

System.out.println(“程序开始启动…”);

// 向线程池添加10个任务

for (int i = 0; i < 10; i++) {

Thread.sleep(1000);

final int finalI = i;

executorService.execute(() -> {

try {

Thread.sleep(4000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(“Task " + finalI + " execute…”);

});

System.out.println(“Task " + finalI + " is in thread pool…”);

}

}

}

在命令行窗口中运行程序，在10个任务都提交到线程池之后，任务都还未处理完成之前，使用 Ctrl+C 中断程序，最终在虚拟机关闭之前，调用了关闭钩子，关闭线程池，并且等待60秒让所有任务执行完成。

Shutdown Hook 在 Spring 中的运用

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Shutdown Hook 在 Spring 中是如何运用的呢。通过源码分析，Springboot 项目启动时会判断 registerShutdownHook 的值是否为 true，默认是 true，如果为真则向虚拟机注册关闭钩子。

private void refreshContext(ConfigurableApplicationContext context) {

refresh(context);

if (this.registerShutdownHook) {

try {

context.registerShutdownHook();

}

catch (AccessControlException ex) {

// Not allowed in some environments.

}

}

}

@Override

public void registerShutdownHook() {

if (this.shutdownHook == null) {

// No shutdown hook registered yet.

this.shutdownHook = new Thread() {

@Override

public void run() {

synchronized (startupShutdownMonitor) {

// 钩子方法

doClose();

}

}

};

// 底层还是使用此方法注册钩子

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(this.shutdownHook);

}

}

在关闭钩子的方法 doClose 中，会做一些虚拟机关闭前处理工作，例如销毁容器里所有单例 Bean，关闭 BeanFactory，发布关闭事件等等。

protected void doClose() {

// Check whether an actual close attempt is necessary…

if (this.active.get() && this.closed.compareAndSet(false, true)) {

if (logger.isDebugEnabled()) {

logger.debug("Closing " + this);

}

LiveBeansView.unregisterApplicationContext(this);

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如果你觉得这些内容对你有帮助，可以添加V获取：vip1024b （备注Java）

最后

各位读者，由于本篇幅度过长，为了避免影响阅读体验，下面我就大概概括了整理了

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