SpringBoot實現優(yōu)雅停機的三種方式
更新時間：2025年04月09日 08:27:59 作者：風象南
優(yōu)雅停機（Graceful?Shutdown）是指應用在接收到停止信號后,能夠妥善處理現有請求、釋放資源,然后再退出的過程,本文將詳細介紹SpringBoot中實現優(yōu)雅停機的三種方式,需要的朋友可以參考下
引言
應用的啟停是一個常見操作。然而，突然終止一個正在運行的應用可能導致正在處理的請求失敗、數據不一致等問題。優(yōu)雅停機（Graceful Shutdown）是指應用在接收到停止信號后，能夠妥善處理現有請求、釋放資源，然后再退出的過程。本文將詳細介紹SpringBoot中實現優(yōu)雅停機的三種方式。
什么是優(yōu)雅停機？
優(yōu)雅停機指的是應用程序在收到停止信號后，不是立即終止，而是遵循以下步驟有序退出：
- 停止接收新的請求
- 等待正在處理的請求完成
- 關閉各種資源連接（數據庫連接池、線程池、消息隊列連接等）
- 完成必要的清理工作
- 最后退出應用
優(yōu)雅停機的核心價值在于：
- 提高用戶體驗，避免請求突然中斷
- 保障數據一致性，防止數據丟失
方式一：SpringBoot內置的優(yōu)雅停機支持
原理與支持版本
從Spring Boot 2.3版本開始，框架原生支持優(yōu)雅停機機制。這是最簡單且官方推薦的實現方式。
當應用接收到停止信號（如SIGTERM）時，內嵌的Web服務器（如Tomcat、Jetty或Undertow）會執(zhí)行以下步驟：
- 停止接收新的連接請求
- 設置現有連接的keepalive為false
- 等待所有活躍請求處理完成或超時
- 關閉應用上下文和相關資源
配置方法
在application.properties或application.yml中添加簡單配置即可啟用：
server:
shutdown: graceful
spring:
lifecycle:
timeout-per-shutdown-phase: 30s
這里的timeout-per-shutdown-phase指定了等待活躍請求完成的最大時間，默認為30秒。
實現示例
下面是一個完整的SpringBoot應用示例，啟用了優(yōu)雅停機：
@SpringBootApplication
public class GracefulShutdownApplication {
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(GracefulShutdownApplication.class);
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(GracefulShutdownApplication.class, args);
logger.info("Application started");
}
@RestController
@RequestMapping("/api")
static class SampleController {
@GetMapping("/quick")
public String quickRequest() {
return "Quick response";
}
@GetMapping("/slow")
public String slowRequest() throws InterruptedException {
// 模擬長時間處理的請求
logger.info("Start processing slow request");
Thread.sleep(10000); // 10秒
logger.info("Finished processing slow request");
return "Slow response completed";
}
}
@Bean
public ApplicationListener<ContextClosedEvent> contextClosedEventListener() {
return event -> logger.info("Received spring context closed event - shutting down");
}
}
測試驗證
- 啟動應用
- 發(fā)起一個長時間運行的請求：
curl http://localhost:8080/api/slow - 在處理過程中，向應用發(fā)送SIGTERM信號：
kill -15 <進程ID>，如果是IDEA開發(fā)環(huán)境，可以點擊一次停止服務按鈕 - 觀察日志輸出：應該能看到應用等待長請求處理完成后才關閉
優(yōu)缺點
優(yōu)點：
- 配置簡單，官方原生支持
- 無需額外代碼，維護成本低
- 適用于大多數Web應用場景
- 與Spring生命周期事件完美集成
缺點：
- 僅支持Spring Boot 2.3+版本
- 對于超出HTTP請求的場景（如長時間運行的作業(yè)）需要額外處理
- 靈活性相對較低，無法精細控制停機流程
- 只能設置統(tǒng)一的超時時間
適用場景
- Spring Boot 2.3+版本的Web應用
- 請求處理時間可預期，不會有超長時間運行的請求
- 微服務架構中的標準服務
方式二：使用Actuator端點實現優(yōu)雅停機
原理與實現
Spring Boot Actuator提供了豐富的運維端點，其中包括shutdown端點，可用于觸發(fā)應用的優(yōu)雅停機。這種方式的獨特之處在于它允許通過HTTP請求觸發(fā)停機過程，適合需要遠程操作的場景。
配置步驟
- 添加Actuator依賴：
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
- 啟用并暴露shutdown端點：
management:
endpoint:
shutdown:
enabled: true
endpoints:
web:
exposure:
include: shutdown
base-path: /management
server:
port: 8081 # 可選：為管理端點設置單獨端口
使用方法
通過HTTP POST請求觸發(fā)停機：
curl -X POST http://localhost:8081/management/shutdown
請求成功后，會返回類似如下響應：
{
"message": "Shutting down, bye..."
}
安全性考慮
由于shutdown是一個敏感操作，必須考慮安全性：
spring:
security:
user:
name: admin
password: secure_password
roles: ACTUATOR
management:
endpoints:
web:
exposure:
include: shutdown
endpoint:
shutdown:
enabled: true
# 配置端點安全
management.endpoints.web.base-path: /management
使用安全配置后的訪問方式：
curl -X POST http://admin:secure_password@localhost:8080/management/shutdown
完整實現示例
@SpringBootApplication
@EnableWebSecurity
public class ActuatorShutdownApplication {
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ActuatorShutdownApplication.class);
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(ActuatorShutdownApplication.class, args);
logger.info("Application started with Actuator shutdown enabled");
}
@Bean
public SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
http.csrf().disable()
.authorizeHttpRequests()
.requestMatchers("/management/**").hasRole("ACTUATOR")
.anyRequest().permitAll()
.and()
.httpBasic();
return http.build();
}
@RestController
static class ApiController {
@GetMapping("/api/hello")
public String hello() {
return "Hello, world!";
}
}
@Bean
public ApplicationListener<ContextClosedEvent> shutdownListener() {
return event -> {
logger.info("Received shutdown signal via Actuator");
// 等待活躍請求完成
logger.info("Waiting for active requests to complete...");
try {
Thread.sleep(5000); // 簡化示例，實際應監(jiān)控活躍請求
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
logger.info("All requests completed, shutting down");
};
}
}
優(yōu)缺點
優(yōu)點：
- 可以通過HTTP請求遠程觸發(fā)停機
- 適合管理工具和運維腳本集成
- 可以與Spring Security集成實現訪問控制
- 支持所有Spring Boot版本（包括2.3之前的版本）
缺點：
- 需要額外配置和依賴
- 潛在的安全風險，需謹慎保護端點
- 對于內部復雜資源的關閉需要額外編碼
適用場景
- 需要通過HTTP請求觸發(fā)停機的場景
- 使用運維自動化工具管理應用的部署
- 集群環(huán)境中需要按特定順序停止服務
- 內部管理系統(tǒng)需要直接控制應用生命周期
方式三：自定義ShutdownHook實現優(yōu)雅停機
原理與實現
JVM提供了ShutdownHook機制，允許在JVM關閉前執(zhí)行自定義邏輯。通過注冊自定義的ShutdownHook，我們可以實現更加精細和靈活的優(yōu)雅停機控制。這種方式的優(yōu)勢在于可以精確控制資源釋放順序，適合有復雜資源管理需求的應用。
基本實現步驟
- 創(chuàng)建自定義的ShutdownHandler類
- 注冊JVM ShutdownHook
- 在Hook中實現自定義的優(yōu)雅停機邏輯
完整實現示例
以下是一個包含詳細注釋的完整示例：
@SpringBootApplication
public class CustomShutdownHookApplication {
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CustomShutdownHookApplication.class);
public static void main(String[] args) {
ConfigurableApplicationContext context = SpringApplication.run(CustomShutdownHookApplication.class, args);
// 注冊自定義ShutdownHook
registerShutdownHook(context);
logger.info("Application started with custom shutdown hook");
}
private static void registerShutdownHook(ConfigurableApplicationContext context) {
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
logger.info("Executing custom shutdown hook");
try {
// 1. 停止接收新請求（如果是Web應用）
if (context.containsBean("tomcatServletWebServerFactory")) {
TomcatServletWebServerFactory server = context.getBean(TomcatServletWebServerFactory.class);
logger.info("Stopping web server to reject new requests");
// 注意: 實際應用中需要找到正確方式停止特定Web服務器
}
// 2. 等待活躍請求處理完成
logger.info("Waiting for active requests to complete");
// 這里可以添加自定義等待邏輯，如檢查活躍連接數或線程狀態(tài)
Thread.sleep(5000); // 簡化示例
// 3. 關閉自定義線程池
shutdownThreadPools(context);
// 4. 關閉消息隊列連接
closeMessageQueueConnections(context);
// 5. 關閉數據庫連接池
closeDataSourceConnections(context);
// 6. 執(zhí)行其他自定義清理邏輯
performCustomCleanup(context);
// 7. 最后關閉Spring上下文
logger.info("Closing Spring application context");
context.close();
logger.info("Graceful shutdown completed");
} catch (Exception e) {
logger.error("Error during graceful shutdown", e);
}
}, "GracefulShutdownHook"));
}
private static void shutdownThreadPools(ApplicationContext context) {
logger.info("Shutting down thread pools");
// 獲取所有ExecutorService類型的Bean
Map<String, ExecutorService> executors = context.getBeansOfType(ExecutorService.class);
executors.forEach((name, executor) -> {
logger.info("Shutting down executor: {}", name);
executor.shutdown();
try {
// 等待任務完成
if (!executor.awaitTermination(15, TimeUnit.SECONDS)) {
logger.warn("Executor did not terminate in time, forcing shutdown: {}", name);
executor.shutdownNow();
}
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
logger.warn("Interrupted while waiting for executor shutdown: {}", name);
executor.shutdownNow();
}
});
}
private static void closeMessageQueueConnections(ApplicationContext context) {
logger.info("Closing message queue connections");
// 示例：關閉RabbitMQ連接
if (context.containsBean("rabbitConnectionFactory")) {
try {
ConnectionFactory rabbitFactory = context.getBean(ConnectionFactory.class);
// 適當地關閉連接
logger.info("Closed RabbitMQ connections");
} catch (Exception e) {
logger.error("Error closing RabbitMQ connections", e);
}
}
// 示例：關閉Kafka連接
if (context.containsBean("kafkaConsumerFactory")) {
try {
// 關閉Kafka連接的代碼
logger.info("Closed Kafka connections");
} catch (Exception e) {
logger.error("Error closing Kafka connections", e);
}
}
}
private static void closeDataSourceConnections(ApplicationContext context) {
logger.info("Closing datasource connections");
// 獲取所有DataSource類型的Bean
Map<String, DataSource> dataSources = context.getBeansOfType(DataSource.class);
dataSources.forEach((name, dataSource) -> {
try {
// 對于HikariCP連接池
if (dataSource instanceof HikariDataSource) {
((HikariDataSource) dataSource).close();
logger.info("Closed HikariCP datasource: {}", name);
}
// 可以添加其他類型連接池的關閉邏輯
else {
// 嘗試通過反射調用close方法
Method closeMethod = dataSource.getClass().getMethod("close");
closeMethod.invoke(dataSource);
logger.info("Closed datasource: {}", name);
}
} catch (Exception e) {
logger.error("Error closing datasource: {}", name, e);
}
});
}
private static void performCustomCleanup(ApplicationContext context) {
// 這里可以添加應用特有的清理邏輯
logger.info("Performing custom cleanup tasks");
// 例如：保存應用狀態(tài)
// 例如：釋放本地資源
// 例如：發(fā)送關閉通知給其他系統(tǒng)
}
@Bean
public ExecutorService applicationTaskExecutor() {
return Executors.newFixedThreadPool(10);
}
@RestController
@RequestMapping("/api")
static class ApiController {
@Autowired
private ExecutorService applicationTaskExecutor;
@GetMapping("/task")
public String submitTask() {
applicationTaskExecutor.submit(() -> {
try {
logger.info("Task started, will run for 30 seconds");
Thread.sleep(30000);
logger.info("Task completed");
} catch (InterruptedException e) {
logger.info("Task interrupted");
Thread.currentThread().interrupt();
}
});
return "Task submitted";
}
}
}
優(yōu)缺點
優(yōu)點：
- 最大的靈活性和可定制性
- 可以精確控制資源關閉順序和方式
- 適用于復雜應用場景和所有Spring Boot版本
- 可以處理Spring框架無法管理的外部資源
缺點：
- 實現復雜度高，需要詳細了解應用資源
- 維護成本較高
- 容易出現資源關閉順序錯誤導致的問題
適用場景
- 具有復雜資源管理需求的應用
- 需要特定順序關閉資源的場景
- 使用Spring Boot早期版本（不支持內置優(yōu)雅停機）
- 非Web應用或混合應用架構
- 使用了Spring框架不直接管理的資源（如Native資源）
方案對比和選擇指南
下面是三種方案的對比表格，幫助您選擇最適合自己場景的實現方式：
| 特性/方案 | SpringBoot內置 | Actuator端點 | 自定義ShutdownHook |
|---|---|---|---|
| 實現復雜度 | 低 | 中 | 高 |
| 靈活性 | 低 | 中 | 高 |
| 可定制性 | 低 | 中 | 高 |
| 框架依賴 | Spring Boot 2.3+ | 任何Spring Boot版本 | 任何Java應用 |
| 額外依賴 | 無 | Actuator | 無 |
| 觸發(fā)方式 | 系統(tǒng)信號(SIGTERM) | HTTP請求 | 系統(tǒng)信號或自定義 |
| 安全性考慮 | 低 | 高(需要保護端點) | 中 |
| 維護成本 | 低 | 中 | 高 |
| 適用Web應用 | 最適合 | 適合 | 適合 |
| 適用非Web應用 | 部分適合 | 部分適合 | 最適合 |
選擇SpringBoot內置方案，如果：
- 使用Spring Boot 2.3+版本
- 主要是標準Web應用
- 沒有特殊的資源管理需求
- 希望最簡單的配置
選擇Actuator端點方案，如果：
- 需要通過HTTP請求觸發(fā)停機
- 使用早期Spring Boot版本
- 集成了運維自動化工具
- 已經在使用Actuator進行監(jiān)控
選擇自定義ShutdownHook方案，如果：
- 有復雜的資源管理需求
- 需要精確控制停機流程
- 使用了Spring框架不直接管理的資源
- 混合架構應用（既有Web又有后臺作業(yè)）
結論
優(yōu)雅停機是保障應用可靠性和用戶體驗的重要實踐。SpringBoot提供了多種實現方式，從簡單的配置到復雜的自定義實現，可以滿足不同應用場景的需求。
- 對于簡單應用：SpringBoot內置方案是最佳選擇，配置簡單，足夠滿足大多數Web應用需求
- 對于需要遠程觸發(fā)的場景：Actuator端點提供了HTTP接口控制，便于集成運維系統(tǒng)
- 對于復雜應用：自定義ShutdownHook提供了最大的靈活性，可以精確控制資源釋放順序和方式
無論選擇哪種方式，優(yōu)雅停機都應該成為微服務設計的標準實踐。正確實現優(yōu)雅停機，不僅能提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，還能改善用戶體驗，減少因應用重啟或降級帶來的業(yè)務中斷。
以上就是SpringBoot實現優(yōu)雅停機的三種方式的詳細內容，更多關于SpringBoot優(yōu)雅停機方式的資料請關注腳本之家其它相關文章！
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