如何优雅地停止Java进程

理解停止Java进程的本质

我们知道,Java程序的运行需要一个运行时环境,即:JVM,启动Java进程即启动了一个JVM。
因此,所谓停止Java进程,本质上就是关闭JVM。
那么,哪些情况会导致JVM关闭呢?

JVM关闭

应该如何正确地停止Java进程

通常来讲,停止一个进程只需要杀死进程即可。
但是,在某些情况下可能需要在JVM关闭之前执行一些数据保存或者资源释放的工作,此时就不能直接强制杀死Java进程。

对于正常关闭或异常关闭的几种情况,JVM关闭前,都会调用已注册的关闭钩子,基于这种机制,我们可以将扫尾的工作放在关闭钩子中,进而使我们的应用程序安全的退出。而且,基于平台通用性的考虑,更推荐应用程序使用System.exit(0)这种方式退出JVM。

对于强制关闭的几种情况:系统关机,操作系统会通知JVM进程等待关闭,一旦等待超时,系统会强制中止JVM进程;而kill -9、Runtime.halt()、断电、系统crash这些方式会直接无商量中止JVM进程,JVM完全没有执行扫尾工作的机会。

综上所述:

除非非常确定不需要在Java进程退出之前执行收尾的工作,否则强烈不建议使用kill -9这种简单暴力的方式强制停止Java进程(除了系统关机,系统Crash,断电,和Runtime.halt()我们无能为力之外)。

不论如何,都应该在Java进程中注册关闭钩子,尽最大可能地保证在Java进程退出之前做一些善后的事情(实际上,大多数时候都需要这样做)。

如何注册关闭钩子

在Java中注册关闭钩子通过Runtime类实现:

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(){ @Override public void run() { // 在JVM关闭之前执行收尾工作 // 注意事项: // 1.在这里执行的动作不能耗时太久 // 2.不能在这里再执行注册,移除关闭钩子的操作 // 3 不能在这里调用System.exit() System.out.println("do shutdown hook"); } });

为JVM注册关闭钩子的时机不固定,可以在启动Java进程之前,也可以在Java进程之后(如:在监听到操作系统信号量之后再注册关闭钩子也是可以的)。

使用关闭钩子的注意事项

1.关闭钩子本质上是一个线程(也称为Hook线程),对于一个JVM中注册的多个关闭钩子它们将会并发执行,所以JVM并不保证它们的执行顺序;由于是并发执行的,那么很可能因为代码不当导致出现竞态条件或死锁等问题,为了避免该问题,强烈建议只注册一个钩子并在其中执行一系列操作。
2.Hook线程会延迟JVM的关闭时间,这就要求在编写钩子过程中必须要尽可能的减少Hook线程的执行时间,避免hook线程中出现耗时的计算、等待用户I/O等等操作。
3.关闭钩子执行过程中可能被强制打断,比如在操作系统关机时,操作系统会等待进程停止,等待超时,进程仍未停止,操作系统会强制的杀死该进程,在这类情况下,关闭钩子在执行过程中被强制中止。
4.在关闭钩子中,不能执行注册、移除钩子的操作,JVM将关闭钩子序列初始化完毕后,不允许再次添加或者移除已经存在的钩子,否则JVM抛出IllegalStateException异常。
5.不能在钩子调用System.exit(),否则卡住JVM的关闭过程,但是可以调用Runtime.halt()。
6.Hook线程中同样会抛出异常,对于未捕捉的异常,线程的默认异常处理器处理该异常(将异常信息打印到System.err),不会影响其他hook线程以及JVM正常退出。

信号量机制

优雅地关闭Java进程

注册关闭钩子的目的是为了在JVM关闭之前执行一些收尾的动作,而从上述描述可以知道,触发关闭钩子动作的执行需要满足JVM正常关闭或异常关闭的情形。
显然,我们应该正常关闭JVM(异常关闭JVM的情形不希望发生,也无法百分之百地完全杜绝),即执行:System.exit(),Ctrl + C, kill -15 进程ID。

System.exit():通常我们在程序运行完毕之后调用,这是在应用代码中写死的,无法在进程外部进行调用。

Ctrl + C:如果Java进程运行在操作系统前台,可以通过键盘中断的方式结束运行;但是当进程在后台运行时,就无法通过Ctrl + C方式退出了。

Kill (-15)SIGTERM信号:使用kill命令结束进程是使用操作系统的信号量机制,不论进程运行在操作系统前台还是后台,都可以通过kill命令结束进程,这也是结束进程使用得最多的方式。

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