Java并發(fā)編程之如何優(yōu)雅關閉鉤子Shutdown Hook

更新時間：2025年04月29日 15:35:11 作者：寫bug寫bug

這篇文章主要為大家詳細介紹了Java如何實現優(yōu)雅關閉鉤子Shutdown Hook,文中的示例代碼講解詳細,感興趣的小伙伴可以跟隨小編一起學習一下

關閉鉤子簡介

當程序即將退出時（例如釋放資源、關閉數據庫連接等），可以通過預先注冊一個或多個**關閉鉤子線程（Shutdown Hook）**來執(zhí)行相關操作。當 JVM 進程準備退出時，這些鉤子線程會被觸發(fā)并運行。

示例代碼：

public class HookThreadDemo {
    privatestaticclass HookRunnable implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            try {
                System.out.println("鉤子線程 " + Thread.currentThread().getName() + " 正在執(zhí)行...");
                Thread.sleep(2000L);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("鉤子線程 " + Thread.currentThread().getName() + " 執(zhí)行結束");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        HookRunnable hookRunnable = new HookRunnable();
        // 添加鉤子線程 0
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(hookRunnable));
        // 添加鉤子線程 1
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(hookRunnable));
        System.out.println("主線程即將結束執(zhí)行");
    }
}

輸出結果：

主線程即將結束執(zhí)行
鉤子線程 Thread-0 正在執(zhí)行...
鉤子線程 Thread-1 正在執(zhí)行...
鉤子線程 Thread-1 執(zhí)行結束
鉤子線程 Thread-0 執(zhí)行結束

當主線程執(zhí)行完畢后，JVM 進程退出前，所有注冊的鉤子線程會被啟動并執(zhí)行。

關閉鉤子應用場景

釋放資源：關閉文件句柄、數據庫連接等，避免資源泄漏。

停止服務：安全關閉服務器，確保所有請求處理完畢。

發(fā)送通知：通過郵件或短信通知用戶服務已停止。

記錄日志：保存系統(tǒng)狀態(tài)或錯誤信息，便于后續(xù)排查問題。

數據庫連接實戰(zhàn)演示

以下代碼演示如何用關閉鉤子關閉數據庫連接：

public class DatabaseConnection {
    privatestatic Connection conn;

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("主線程開始執(zhí)行");
        initConnection(); // 初始化數據庫連接
        System.out.println("執(zhí)行數據查詢與處理");

        // 注冊關閉鉤子
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> closeConnection()));
        System.out.println("主線程結束執(zhí)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("數據庫連接成功！");
        } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private static void closeConnection() {
        try {
            conn.close();
            System.out.println("數據庫連接已關閉！");
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

輸出結果：

主線程開始執(zhí)行
數據庫連接成功！
執(zhí)行數據查詢與處理
主線程結束執(zhí)行
數據庫連接已關閉！

使用關閉鉤子的注意事項

強制終止進程（如kill -9）不會觸發(fā)鉤子線程。
避免耗時操作：鉤子線程中不要執(zhí)行長時間任務，否則會延遲 JVM 退出。
禁止異常拋出：鉤子線程中的異常可能導致 JVM 無法正常退出。
注冊順序：按依賴關系注冊鉤子，先注冊簡單任務，后注冊復雜任務。
避免啟動新線程：在鉤子中啟動新線程可能導致 JVM 無法正常關閉。

開源框架中的關閉鉤子機制

1. Spring

在AbstractApplicationContext中，registerShutdownHook()方法注冊鉤子，用于關閉上下文：

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

2. Tomcat

Tomcat 通過注冊鉤子確保服務關閉時釋放資源：

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

關閉鉤子機制的原理

JVM 啟動時，主線程會創(chuàng)建一個關閉線程（Shutdown Thread），并將所有注冊的鉤子添加到其任務列表中。當 JVM 收到終止信號時：

停止所有用戶線程。
啟動關閉線程，按順序執(zhí)行鉤子任務。
等待所有鉤子執(zhí)行完畢或超時后退出。

鉤子的注冊與執(zhí)行

注冊：通過Runtime.getRuntime().addShutdownHook(Thread)將線程添加到ApplicationShutdownHooks的靜態(tài)列表中。

執(zhí)行：關閉線程按順序同步執(zhí)行系統(tǒng)級鉤子，異步執(zhí)行應用級鉤子，并等待所有線程完成。

關閉鉤子的觸發(fā)時機

主動調用：通過Runtime.exit()或System.exit()觸發(fā)。
信號捕獲：JVM 注冊信號處理器（如INT、TERM），捕獲kill命令發(fā)送的信號后觸發(fā)。

示例代碼（捕獲信號）：

public class SignalHandlerTest implements SignalHandler {
    public static void main(String[] args) {
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> 
            System.out.println("關閉鉤子正在運行...")));

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

        while (true) {
            System.out.println("主線程運行中...");
            Thread.sleep(2000);
        }
    }

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

輸出示例：