别乱用了,这才是 SpringBoot 停机的正确方式!!!

共 31458字,需浏览 63分钟

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2022-04-20 19:27

来源:blog.csdn.net/alex_xfboy/

article/details/90404691/


    再谈为了提醒明知故犯(在一坑里迭倒两次不是不多见),由于业务系统中大量使用了spring Boot embedded tomcat的模式运行,在一些运维脚本中经常看到Linux 中 kill 指令,然而它的使用也有些讲究,要思考如何能做到优雅停机。

    何为优雅关机

    就是为确保应用关闭时,通知应用进程释放所占用的资源

    • 线程池,shutdown(不接受新任务等待处理完)还是shutdownNow(调用 Thread.interrupt进行中断)
    • socket 链接,比如:netty、mq
    • 告知注册中心快速下线(靠心跳机制客服早都跳起来了),比如:eureka
    • 清理临时文件,比如:poi
    • 各种堆内堆外内存释放

    总之,进程强行终止会带来数据丢失或者终端无法恢复到正常状态,在分布式环境下还可能导致数据不一致的情况。

    基于 Spring Boot + MyBatis Plus + Vue & Element 实现的后台管理系统 + 用户小程序,支持 RBAC 动态权限、多租户、数据权限、工作流、三方登录、支付、短信、商城等功能。

    项目地址:https://github.com/YunaiV/ruoyi-vue-pro

    kill指令

    kill -9 pid 可以模拟了一次系统宕机,系统断电等极端情况,而kill -15 pid 则是等待应用关闭,执行阻塞操作,有时候也会出现无法关闭应用的情况(线上理想情况下,是bug就该寻根溯源)

    #查看jvm进程pid
    jps
    #列出所有信号名称
    kill -l
     

    > 基于微服务的思想,构建在 B2C 电商场景下的项目实战。核心技术栈,是 Spring Boot + Dubbo 。未来,会重构成 Spring Cloud Alibaba 。
    >
    > 项目地址:<https://github.com/YunaiV/onemall>

    # Windows下信号常量值
    # 简称  全称    数值 
    # INT   SIGINT     2       Ctrl+C中断
    # ILL   SIGILL     4       非法指令
    # FPE   SIGFPE     8       floating point exception(浮点异常)
    # SEGV  SIGSEGV    11      segment violation(段错误)
    # TERM  SIGTERM    5       Software termination signal from kill(Kill发出的软件终止)
    # BREAK SIGBREAK   21      Ctrl-Break sequence(Ctrl+Break中断)
    # ABRT  SIGABRT    22      abnormal termination triggered by abort call(Abort)
     
    #linux信号常量值
    # 简称  全称  数值  
    # HUP   SIGHUP      1    终端断线  
    # INT   SIGINT      2    中断(同 Ctrl + C)        
    # QUIT  SIGQUIT     3    退出(同 Ctrl + \)         
    # KILL  SIGKILL     9    强制终止         
    # TERM  SIGTERM     15    终止         
    # CONT  SIGCONT     18    继续(与STOP相反, fg/bg命令)         
    # STOP  SIGSTOP     19    暂停(同 Ctrl + Z)        
    #....
     
    #可以理解为操作系统从内核级别强行杀死某个进程
    kill -9 pid 
    #理解为发送一个通知,等待应用主动关闭
    kill -15 pid
    #也支持信号常量值全称或简写(就是去掉SIG后)
    kill -l KILL

    思考:jvm是如何接受处理linux信号量的?

    当然是在jvm启动时就加载了自定义SignalHandler,关闭jvm时触发对应的handle。

    public interface SignalHandler {
        SignalHandler SIG_DFL = new NativeSignalHandler(0L);
        SignalHandler SIG_IGN = new NativeSignalHandler(1L);
     
        void handle(Signal var1);
    }
    class Terminator {
        private static SignalHandler handler = null;
     
        Terminator() {
        }
        //jvm设置SignalHandler,在System.initializeSystemClass中触发
        static void setup() {
            if (handler == null) {
                SignalHandler var0 = new SignalHandler() {
                    public void handle(Signal var1) {
                        Shutdown.exit(var1.getNumber() + 128);//调用Shutdown.exit
                    }
                };
                handler = var0;
     
                try {
                    Signal.handle(new Signal("INT"), var0);//中断时
                } catch (IllegalArgumentException var3) {
                    ;
                }
     
                try {
                    Signal.handle(new Signal("TERM"), var0);//终止时
                } catch (IllegalArgumentException var2) {
                    ;
                }
     
            }
        }
    }

    Runtime.addShutdownHook

    在了解Shutdown.exit之前,先看Runtime.getRuntime().addShutdownHook(shutdownHook);则是为jvm中增加一个关闭的钩子,当jvm关闭的时候调用。

    public class Runtime {
        public void addShutdownHook(Thread hook) {
            SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
            if (sm != null) {
                sm.checkPermission(new RuntimePermission("shutdownHooks"));
            }
            ApplicationShutdownHooks.add(hook);
        }
    }
    class ApplicationShutdownHooks {
        /* The set of registered hooks */
        private static IdentityHashMap<Thread, Thread> hooks;
        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);
        }
    }
    //它含数据结构和逻辑管理虚拟机关闭序列
    class Shutdown {
        /* Shutdown 系列状态*/
        private static final int RUNNING = 0;
        private static final int HOOKS = 1;
        private static final int FINALIZERS = 2;
        private static int state = RUNNING;
        /* 是否应该运行所以finalizers来exit? */
        private static boolean runFinalizersOnExit = false;
        // 系统关闭钩子注册一个预定义的插槽.
        // 关闭钩子的列表如下:
        // (0) Console restore hook
        // (1) Application hooks
        // (2) DeleteOnExit hook
        private static final int MAX_SYSTEM_HOOKS = 10;
        private static final Runnable[] hooks = new Runnable[MAX_SYSTEM_HOOKS];
        // 当前运行关闭钩子的钩子的索引
        private static int currentRunningHook = 0;
        /* 前面的静态字段由这个锁保护 */
        private static class Lock { };
        private static Object lock = new Lock();
     
        /* 为native halt方法提供锁对象 */
        private static Object haltLock = new Lock();
     
        static void add(int slot, boolean registerShutdownInProgress, Runnable hook) {
            synchronized (lock) {
                if (hooks[slot] != null)
                    throw new InternalError("Shutdown hook at slot " + slot + " already registered");
     
                if (!registerShutdownInProgress) {//执行shutdown过程中不添加hook
                    if (state > RUNNING)//如果已经在执行shutdown操作不能添加hook
                        throw new IllegalStateException("Shutdown in progress");
                } else {//如果hooks已经执行完毕不能再添加hook。如果正在执行hooks时,添加的槽点小于当前执行的槽点位置也不能添加
                    if (state > HOOKS || (state == HOOKS && slot <= currentRunningHook))
                        throw new IllegalStateException("Shutdown in progress");
                }
     
                hooks[slot] = hook;
            }
        }
        /* 执行所有注册的hooks
         */

        private static void runHooks() {
            for (int i=0; i < MAX_SYSTEM_HOOKS; i++) {
                try {
                    Runnable hook;
                    synchronized (lock) {
                        // acquire the lock to make sure the hook registered during
                        // shutdown is visible here.
                        currentRunningHook = i;
                        hook = hooks[i];
                    }
                    if (hook != null) hook.run();
                } catch(Throwable t) {
                    if (t instanceof ThreadDeath) {
                        ThreadDeath td = (ThreadDeath)t;
                        throw td;
                    }
                }
            }
        }
        /* 关闭JVM的操作
         */

        static void halt(int status) {
            synchronized (haltLock) {
                halt0(status);
            }
        }
        //JNI方法
        static native void halt0(int status);
        // shutdown的执行顺序:runHooks > runFinalizersOnExit
        private static void sequence() {
            synchronized (lock) {
                /* Guard against the possibility of a daemon thread invoking exit
                 * after DestroyJavaVM initiates the shutdown sequence
                 */

                if (state != HOOKS) return;
            }
            runHooks();
            boolean rfoe;
            synchronized (lock) {
                state = FINALIZERS;
                rfoe = runFinalizersOnExit;
            }
            if (rfoe) runAllFinalizers();
        }
        //Runtime.exit时执行,runHooks > runFinalizersOnExit > halt
        static void exit(int status) {
            boolean runMoreFinalizers = false;
            synchronized (lock) {
                if (status != 0) runFinalizersOnExit = false;
                switch (state) {
                case RUNNING:       /* Initiate shutdown */
                    state = HOOKS;
                    break;
                case HOOKS:         /* Stall and halt */
                    break;
                case FINALIZERS:
                    if (status != 0) {
                        /* Halt immediately on nonzero status */
                        halt(status);
                    } else {
                        /* Compatibility with old behavior:
                         * Run more finalizers and then halt
                         */

                        runMoreFinalizers = runFinalizersOnExit;
                    }
                    break;
                }
            }
            if (runMoreFinalizers) {
                runAllFinalizers();
                halt(status);
            }
            synchronized (Shutdown.class{
                /* Synchronize on the class object, causing any other thread
                 * that attempts to initiate shutdown to stall indefinitely
                 */

                sequence();
                halt(status);
            }
        }
        //shutdown操作,与exit不同的是不做halt操作(关闭JVM)
        static void shutdown() {
            synchronized (lock) {
                switch (state) {
                case RUNNING:       /* Initiate shutdown */
                    state = HOOKS;
                    break;
                case HOOKS:         /* Stall and then return */
                case FINALIZERS:
                    break;
                }
            }
            synchronized (Shutdown.class{
                sequence();
            }
        }
    }

    spring 3.2.12

    在spring中通过ContextClosedEvent事件来触发一些动作(可以拓展),主要通过LifecycleProcessor.onClose来做stopBeans。由此可见spring也基于jvm做了拓展。

    public abstract class AbstractApplicationContext extends DefaultResourceLoader {
     public void registerShutdownHook() {
      if (this.shutdownHook == null) {
       // No shutdown hook registered yet.
       this.shutdownHook = new Thread() {
        @Override
        public void run() {
         doClose();
        }
       };
       Runtime.getRuntime().addShutdownHook(this.shutdownHook);
      }
     }
     protected void doClose() {
      boolean actuallyClose;
      synchronized (this.activeMonitor) {
       actuallyClose = this.active && !this.closed;
       this.closed = true;
      }
     
      if (actuallyClose) {
       if (logger.isInfoEnabled()) {
        logger.info("Closing " + this);
       }
     
       LiveBeansView.unregisterApplicationContext(this);
     
       try {
        //发布应用内的关闭事件
        publishEvent(new ContextClosedEvent(this));
       }
       catch (Throwable ex) {
        logger.warn("Exception thrown from ApplicationListener handling ContextClosedEvent", ex);
       }
     
       // 停止所有的Lifecycle beans.
       try {
        getLifecycleProcessor().onClose();
       }
       catch (Throwable ex) {
        logger.warn("Exception thrown from LifecycleProcessor on context close", ex);
       }
     
       // 销毁spring 的 BeanFactory可能会缓存单例的 Bean.
       destroyBeans();
     
       // 关闭当前应用上下文(BeanFactory)
       closeBeanFactory();
     
       // 执行子类的关闭逻辑
       onClose();
     
       synchronized (this.activeMonitor) {
        this.active = false;
       }
      }
     } 
    }
    public interface LifecycleProcessor extends Lifecycle {
     /**
      * Notification of context refresh, e.g. for auto-starting components.
      */

     void onRefresh();
     
     /**
      * Notification of context close phase, e.g. for auto-stopping components.
      */

     void onClose();
    }

    spring boot

    到这里就进入重点了,spring boot中有spring-boot-starter-actuator 模块提供了一个 restful 接口,用于优雅停机。执行请求 curl -X POST http://127.0.0.1:8088/shutdown ,待关闭成功则返回提示。

    注:线上环境该url需要设置权限,可配合 spring-security使用或在nginx中限制内网访问

    #启用shutdown
    endpoints.shutdown.enabled=true
    #禁用密码验证
    endpoints.shutdown.sensitive=false
    #可统一指定所有endpoints的路径
    management.context-path=/manage
    #指定管理端口和IP
    management.port=8088
    management.address=127.0.0.1

    #开启shutdown的安全验证(spring-security)
    endpoints.shutdown.sensitive=true
    #验证用户名
    security.user.name=admin
    #验证密码
    security.user.password=secret
    #角色
    management.security.role=SUPERUSER

    spring boot的shutdown原理也不复杂,其实还是通过调用AbstractApplicationContext.close实现的。

    @ConfigurationProperties(
        prefix = "endpoints.shutdown"
    )
    public class ShutdownMvcEndpoint extends EndpointMvcAdapter {
        public ShutdownMvcEndpoint(ShutdownEndpoint delegate) {
            super(delegate);
        }
        //post请求
        @PostMapping(
            produces = {"application/vnd.spring-boot.actuator.v1+json""application/json"}
        )
        @ResponseBody
        public Object invoke() {
            return !this.getDelegate().isEnabled() ? new ResponseEntity(Collections.singletonMap("message""This endpoint is disabled"), HttpStatus.NOT_FOUND) : super.invoke();
        }
    }
    @ConfigurationProperties(
        prefix = "endpoints.shutdown"
    )
    public class ShutdownEndpoint extends AbstractEndpoint<Map<StringObject>> implements ApplicationContextAware {
        private static final Map<String, Object> NO_CONTEXT_MESSAGE = Collections.unmodifiableMap(Collections.singletonMap("message""No context to shutdown."));
        private static final Map<String, Object> SHUTDOWN_MESSAGE = Collections.unmodifiableMap(Collections.singletonMap("message""Shutting down, bye..."));
        private ConfigurableApplicationContext context;
     
        public ShutdownEndpoint() {
            super("shutdown"truefalse);
        }
        //执行关闭
        public Map<String, Object> invoke() {
            if (this.context == null) {
                return NO_CONTEXT_MESSAGE;
            } else {
                boolean var6 = false;
     
                Map var1;
     
                class NamelessClass_1 implements Runnable {
                    NamelessClass_1() {
                    }
     
                    public void run() {
                        try {
                            Thread.sleep(500L);
                        } catch (InterruptedException var2) {
                            Thread.currentThread().interrupt();
                        }
                        //这个调用的就是AbstractApplicationContext.close
                        ShutdownEndpoint.this.context.close();
                    }
                }
     
                try {
                    var6 = true;
                    var1 = SHUTDOWN_MESSAGE;
                    var6 = false;
                } finally {
                    if (var6) {
                        Thread thread = new Thread(new NamelessClass_1());
                        thread.setContextClassLoader(this.getClass().getClassLoader());
                        thread.start();
                    }
                }
     
                Thread thread = new Thread(new NamelessClass_1());
                thread.setContextClassLoader(this.getClass().getClassLoader());
                thread.start();
                return var1;
            }
        }
    }
    --- EOF ---

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