Java JVM关闭流程与钩子机制详解-优快云博客

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本文详细介绍了Java JVM的关闭方式，包括正常关闭和强制关闭，重点关注关闭钩子（Shutdown Hook）的配置、调用流程及其实现原理。在正常关闭过程中，JVM会调用所有注册的关闭钩子，而强制关闭则不会执行钩子。关闭钩子的添加、管理和执行在Runtime和Shutdown类中实现，确保在特定条件下执行应用的清理工作。

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关闭方式

正常关闭

最后一个普通线程（非守护线程）结束
调用了System.exit
发送SIGINT信号（相当于不带参数的kill命令）或者键入Ctrl-C

强制关闭

调用Runtime.halt
发送SIGKILL信号（kill -9 命令）

关闭钩子（Shutdown Hook）

钩子配置方法

通过下面的设置方法可看到，关闭钩子实际为线程

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

触发调用Hook线程流程

正常关闭中，JVM首先调用所有已注册的关闭钩子。JVM并不能保证关闭钩子的调用顺序。在关闭应用程序线程时，如果有线程仍然在运行，那么这些线程接下来将与关闭进程并发进行。
当所有的关闭钩子都执行结束时，如果runFinalizersOnExit为true，那么JVM将运行终结器，然后再停止。JVM并不会停止或中断任何在关闭时仍然运行的应用程序线程。当JVM最终结束时，这些线程将被强行结束。
如果关闭钩子或终结器没有执行完成，那么正常关闭进程挂起并且JVM必须被强行关闭。
–《Java并发编程实战》

上述是书里面的介绍，下面跟着源码对照整个流程：

添加钩子

Runtime:

public void addShutdownHook(Thread hook) {
   
    SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
    if (sm != null) {
   
        sm.checkPermission(new RuntimePermission("shutdownHooks"));
    }
    ApplicationShutdownHooks.add(hook);
}

ApplicationShutdownHooks:
会检查hook线程是否被启动，是否已经添加过

其中看到第一个判断条件是判断hooks是否为空，这是因为当ApplicationShutdownHooks开始启动钩子线程后，会把hooks置为空，也意味着开始启动钩子线程后，就再也无法添加钩子线程

/* Add a new shutdown hook.  Checks the shutdown state and the hook itself,
 * but does not do any security checks.
 */
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);
}

关闭钩子管理器的初始化

从上面代码可以看到，实际管理关闭钩子的是ApplicationShutdownHooks类，

可以看到ApplicationShutdownHooks其实是属于用户/应用程序等级（user level）的关闭钩子管理器（注释），该类初始化的时候，会把自己注册到虚拟机的关闭钩子队列中（Shutdown）（静态初始代码）

初始化：

/*
 * Class to track and run user level shutdown hooks registered through
 * <tt>{@link Runtime#addShutdownHook Runtime.addShutdownHook}</tt>.
 *
 * @see java.lang.Runtime#addShutdownHook
 * @see java.lang.Runtime#removeShutdownHook
 */

class ApplicationShutdownHooks {
   
    /* The set of registered hooks */
    private static IdentityHashMap<Thread, Thread> hooks;
    static {
   
        try {
   
            Shutdown.add(1 /* shutdown hook invocation order */,
                false /* not registered if shutdown in progress */,
                new Runnable() {
   
                    public void run() {
   
                        runHooks();
                    }
                }
            );
            hooks = new IdentityHashMap<>();