JVM应用优雅上下线，再也不担心抖动了

一、前言

JVM的关闭方式可以分为三种：

1.正常关闭：当最后一个非守护线程结束、或者调用了System.exit、或者通过其他特定平台的方法关闭（发送SIGINT，SIGTERM信号等）

2.强制关闭：通过调用Runtime.halt方法、或者是在操作系统中直接kill(发送SIGKILL信号)掉JVM进程

3.异常关闭：运行中遇到RuntimeException异常、OOM错误等。

二、ShutdownHook

通常JVM可使用runtime.addShutdownHook()对退出信号做处理，它让我们在程序正常退出或者发生异常时能有机会做一些清场工作。关闭钩子其实可以看成是一个已经初始化了的但还没启动的线程，当JVM关闭时会并发无序地执行注册的所有关闭钩子。

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(handleThread);    //handleThread是信号处理线程。

ShutdownHook响应的信号如下：

• 1（SIGHUP）：如果使用了nohup则不响应；
• 2（SIGINT）：如果使用了后台&则不响应；
• 15（SIGTERM）：都响应。

注意事项：

• 不要使用kill -9来结束进程，这样ShutdownHook得不到执行；
• ShutdownHook要尽量短。计算机在关机前，会给所有的进程发送一个SIGTERM信号，等若干秒后就直接发送SIGKILL了；
• ShutdownHook要保证线程安全。如果多次发送信号，那么ShutdownHook被不同的线程多次执行。

三、SignalHandler

用户可以自定义SignalHander对特定信号进行处理。

class MySignalHandler implements SignalHandler
{
   public static void listenTo(String name) {
      Signal signal = new Signal(name);
      Signal.handle(signal, new MySignalHandler());
   }
  
   public void handle(Signal signal) {
      System.out.println("Signal: " + signal);
      if (signal.toString().trim().equals("SIGTERM")) {
         System.out.println("SIGTERM raised, terminating...");
         System.exit(1);
      }
   }
}

Java对每个信号都启动一个线程进行处理。注册TERM信号，就启动”SIGTERM handler” 线程。即便主线程被阻塞，信号依然可以得到处理。由于对信号的处理是多线程的，所以应保证信号处理实例SignalHandler应该是线程安全的。

四、总结

• ShutdownHook只响应1（SIGHUP）、2（SIGINT）、15（SIGTERM）三种信号，而JVM一般用nohup…&的方式启动，所以会忽略1、2两种信号；
• ShutdownHook触发时，多个钩子会并发无序执行。如果资源关闭上有先后依赖则会有问题；

4.1 优雅关闭

由于ShutdownHook的并发无序执行，所以我们在优雅关闭时不能直接kill -15，比如有残留请求的情况，如果部分资源已关闭，那么残留请求的执行会有异常。 正确流程如下：

1. kill -12：等待10s。用户自定义SignalHandler处理12信号，而且此时所有的资源都是正常状态。1）告知上游该服务已关闭，不要再发请求；2）处理残留的请求；3）其他需要正常关闭的操作。
2. kill -15：等待10s。这时会并发无序执行注册的ShutdownHook，进行一些资源的释放，很有可能不需要10sJVM就退出了。
3. kill -9：如果kill -15还没有终止JVM，则直接强制退出。

这里的优雅就体现在第一步的10秒kill -12，在资源都正常的情况下给业务一些时间来正常关闭服务。 

 4.2 示例

我们以转转的RPC框架ZZSCF为例，来看其是如何实现优雅关闭的。

4.2.1 kill -12

首先，我们进行kil -12并等待10秒，用户自定义SignalHandler来处理12信号，而且此时所有的资源都是正常状态。

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4.2.2 kill -15

接着，我们进行kil -15并等待10秒。这时会并发无序执行注册的ShutdownHook，进行一些资源的释放，很有可能不需要10sJVM就退出了。

4.2.3 kill -9

最后，如果kill -15还没有终止JVM，则直接强制退出。

五、启动脚本DEMO

这里附赠常用JVM的重启脚本。                                                                            

用法：./main.sh start|stop|restart|kill|status

查看源码链接：https://github.com/waterystone/shell_test/blob/main/jvm/main.sh

六、参考

• How to gracefully handle the SIGKILL signal in Java：https://stackoverflow.com/questions/2541597/how-to-gracefully-handle-the-sigkill-signal-in-java
• 服务如何优雅关闭：https://juejin.cn/post/6844903814181421064