Java并发编程之如何优雅关闭钩子Shutdown Hook

2025-04-29 15:35:12 作者：写bug写bug

这篇文章主要为大家详细介绍了Java如何实现优雅关闭钩子Shutdown Hook,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下

关闭钩子简介

当程序即将退出时（例如释放资源、关闭数据库连接等），可以通过预先注册一个或多个**关闭钩子线程（Shutdown Hook）**来执行相关操作。当 JVM 进程准备退出时，这些钩子线程会被触发并运行。

示例代码：

public class HookThreadDemo {
    privatestaticclass HookRunnable implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            try {
                System.out.println("钩子线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 正在执行...");
                Thread.sleep(2000L);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("钩子线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 执行结束");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        HookRunnable hookRunnable = new HookRunnable();
        // 添加钩子线程 0
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(hookRunnable));
        // 添加钩子线程 1
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(hookRunnable));
        System.out.println("主线程即将结束执行");
    }
}

输出结果：

主线程即将结束执行
钩子线程 Thread-0 正在执行...
钩子线程 Thread-1 正在执行...
钩子线程 Thread-1 执行结束
钩子线程 Thread-0 执行结束

当主线程执行完毕后，JVM 进程退出前，所有注册的钩子线程会被启动并执行。

关闭钩子应用场景

释放资源：关闭文件句柄、数据库连接等，避免资源泄漏。

停止服务：安全关闭服务器，确保所有请求处理完毕。

发送通知：通过邮件或短信通知用户服务已停止。

记录日志：保存系统状态或错误信息，便于后续排查问题。

数据库连接实战演示

以下代码演示如何用关闭钩子关闭数据库连接：

public class DatabaseConnection {
    privatestatic Connection conn;

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("主线程开始执行");
        initConnection(); // 初始化数据库连接
        System.out.println("执行数据查询与处理");

        // 注册关闭钩子
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> closeConnection()));
        System.out.println("主线程结束执行");
    }

    private static void initConnection() {
        try {
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
            conn = DriverManager.getConnection(
                "jdbc:mysql://localhost:3306/school_info?useSSL=true&",
                "root", "root"
            );
            System.out.println("数据库连接成功！");
        } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private static void closeConnection() {
        try {
            conn.close();
            System.out.println("数据库连接已关闭！");
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出结果：

主线程开始执行
数据库连接成功！
执行数据查询与处理
主线程结束执行
数据库连接已关闭！

使用关闭钩子的注意事项

强制终止进程（如kill -9）不会触发钩子线程。
避免耗时操作：钩子线程中不要执行长时间任务，否则会延迟 JVM 退出。
禁止异常抛出：钩子线程中的异常可能导致 JVM 无法正常退出。
注册顺序：按依赖关系注册钩子，先注册简单任务，后注册复杂任务。
避免启动新线程：在钩子中启动新线程可能导致 JVM 无法正常关闭。

开源框架中的关闭钩子机制

1. Spring

在AbstractApplicationContext中，registerShutdownHook()方法注册钩子，用于关闭上下文：

public void registerShutdownHook() {
    if (this.shutdownHook == null) {
        this.shutdownHook = new Thread(() -> doClose());
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(this.shutdownHook);
    }
}

2. Tomcat

Tomcat 通过注册钩子确保服务关闭时释放资源：

public void registerShutdownHook() {
    if (this.shutdownHook == null) {
        this.shutdownHook = new Thread(() -> {
            synchronized (startupShutdownMonitor) {
                doClose();
            }
        });
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(this.shutdownHook);
    }
}

关闭钩子机制的原理

JVM 启动时，主线程会创建一个关闭线程（Shutdown Thread），并将所有注册的钩子添加到其任务列表中。当 JVM 收到终止信号时：

停止所有用户线程。
启动关闭线程，按顺序执行钩子任务。
等待所有钩子执行完毕或超时后退出。

钩子的注册与执行

执行：关闭线程按顺序同步执行系统级钩子，异步执行应用级钩子，并等待所有线程完成。

关闭钩子的触发时机

主动调用：通过Runtime.exit()或System.exit()触发。
信号捕获：JVM 注册信号处理器（如INT、TERM），捕获kill命令发送的信号后触发。

示例代码（捕获信号）：

public class SignalHandlerTest implements SignalHandler {
    public static void main(String[] args) {
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> 
            System.out.println("关闭钩子正在运行...")));

        SignalHandler handler = new SignalHandlerTest();
        Signal.handle(new Signal("INT"), handler);  // 捕获 Ctrl+C
        Signal.handle(new Signal("TERM"), handler); // 捕获 kill 命令

        while (true) {
            System.out.println("主线程运行中...");
            Thread.sleep(2000);
        }
    }

    @Override
    public void handle(Signal signal) {
        System.out.println("接收到信号：" + signal.getName() + "-" + signal.getNumber());
        System.exit(0);
    }
}

输出示例：

主线程运行中...
主线程运行中...
^C接收到信号：INT-2
关闭钩子正在运行...

信号处理与守护线程

信号不可捕获的情况：KILL（9）和QUIT（3）无法被捕获。

守护线程：JVM 在所有用户线程结束后自动退出，守护线程（如 GC 线程）不会阻止 JVM 退出。

总结

Java 的关闭钩子机制覆盖了大部分退出场景，但以下情况例外：

使用kill -9强制终止进程时，钩子不会执行。
信号处理需调用System.exit()确保进程退出。

通过合理使用关闭钩子，可以实现资源释放、服务优雅关闭等关键功能。

到此这篇关于Java并发编程之如何优雅关闭钩子Shutdown Hook的文章就介绍到这了,更多相关Java关闭钩子内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！