不懂优雅停机，搞挂了线上服务该咋办？

　　公司项目是用consul进行注册的，在发布微服务的时候，总是会导致调用方出现一定几率的调用失败。一开始百思不得其解，后来咨询了资深的同事才知道：原来是服务下线的时候没有优雅停机，没有去consul将自己下线再停机，导致调用方拿到了旧的调用地址，导致调用失败！看来优雅停机还是一个蛮重要的知识点，可不能忽略，今天就让我们来盘盘它吧！
　　一、什么是优雅停机？
　　在Linux世界里，一切都是资源。当我们启动一个JVM的时候，我们就加载了许多的资源。而当我们关闭JVM的时候，JVM只会释放内存这个资源，而其他资源是不会释放的，例如：网络连接、文件句柄等等。
　　Linux的网络连接数、文件句柄数都是有限的，如果我们没有及时释放，时间久了就会导致一些奇怪的问题。那么如何在JVM关闭的时候，释放这些资源呢？答案就是：利用Java提供的ShutdownHook接口。我们所说的优雅停机，就是利用Java提供的ShutdownHook接口注册一个钩子，让JVM在关闭之前执行钩子函数的代码，让其关闭对应的资源。
　　二、适用场景
　　在学会怎么使用优雅停机之前，我们需要弄清楚优雅停机适用于哪些场景，那我们就需要先弄清楚JVM关闭的几种情况了。JVM关闭的情况可以分为3大类11个情况，如下图所示：
　　JVM关闭的场景
　　在JVM关闭的3大类场景中，只有正常关闭与异常关闭是支持优雅停机的，而强制关闭则是不支持的。下面我们通过三个例子来验证一下。
　　1、JVM正常关闭
　　JVM正常关闭这种情况，我们只需要正常运行一个main函数，然后为其注册一个ShutdownHook即可，其代码如下所示。publicclassNormalShutdownTest｛publicvoidstart（）｛Runtime。getRuntime（）。addShutdownHook（newThread（（）System。out。println（钩子函数被执行，可以在这里关闭资源。）））；｝publicstaticvoidmain（String〔〕args）｛newNormalShutdownTest（）。start（）；System。out。println（主应用程序在执行，正常关闭。）；｝｝
　　输出结果为：主应用程序在执行，正常关闭。钩子函数被执行，可以在这里关闭资源。
　　可以看到钩子函数的代码正常执行了。如果你在main函数增加System。exit（0）代码，执行之后的结果也还是一样。这说明JVM正常关闭情况下，是支持优雅停机的。
　　2、异常关闭
　　JVM异常关闭这种情况，我们尝试制造内存溢出。只需要声明一个500MB的数组，然后设置JVM堆最大为20MB即可（Xmx20M），其代码如下所示。publicclassOomShutdownTest｛publicvoidstart（）｛Runtime。getRuntime（）。addShutdownHook（newThread（（）System。out。println（钩子函数被执行，可以在这里关闭资源）））；｝publicstaticvoidmain（String〔〕args）throwsException｛newOomShutdownTest（）。start（）；System。out。println（主应用程序在执行，内存溢出关闭。）；byte〔〕bnewbyte〔50010241024〕；｝｝
　　执行结果为：主应用程序在执行，内存溢出关闭。Exceptioninthreadmainjava。lang。OutOfMemoryError：Javaheapspaceattech。shuyi。javacodechip。shutdownhook。OomShutdownTest。main（OomShutdownTest。java：13）钩子函数被执行，可以在这里关闭资源
　　可以看到JVM抛出了OOM错误，但是钩子函数还是被执行了。如果你在main函数中自行抛出RuntimeException，钩子函数也还是会被执行。感兴趣的朋友可以自行尝试一下。
　　3、强制关闭
　　JVM强制关闭这种情况，我们可以使用Runtime。getRuntime（）。halt（1）进行测试，其代码如下所示。publicclassForceShutdownTest｛publicvoidstart（）｛Runtime。getRuntime（）。addShutdownHook（newThread（（）System。out。println（钩子函数被执行，可以在这里关闭资源。）））；｝publicstaticvoidmain（String〔〕args）throwsException｛newForceShutdownTest（）。start（）；System。out。println（主应用程序在执行，强制关闭。）；Runtime。getRuntime（）。halt（1）；｝｝
　　执行结果：主应用程序在执行，强制关闭。
　　可以看到钩子函数并没有被执行，所以JVM强制关闭这种场景不支持优雅停机。
　　三、最佳实践
　　看了上面的例子，看起来优雅停机没那么复杂嘛。实际上，优雅停机用不好，很可能出现一些其他问题。这里给出几个最佳实践原则，帮助大家用好优雅停机！
　　1、只注册一个钩子
　　我们都知道JVM可以注册多个钩子，而钩子本质上是一个线程，可以并发执行。那么就很可能出现钩子之间相互依赖，这样就会导致依赖死锁了。另外，也可能因为多个钩子操作同一个资源，导致资源竞争出现死锁。因此，较好的一种方式就是只注册一个钩子，所有的资源释放都在这个钩子中操作。
　　2、确保线程安全
　　因为钩子本质上也是一个线程，JVM可能会并发执行多个钩子，JVM并不保证它们的执行顺序，因此需要保证钩子中的操作是线程安全的。当然了，如果你只有一个钩子的话，那这个提示可以忽略了。
　　3、不要做耗时的操作
　　在钩子中，不要做耗时的操作。因为当我们要关闭JVM时，用户肯定是希望尽快关闭，因此钩子中主要用于关闭残留资源，不应该再做其他耗时的操作。
　　4、不要做注册、移除钩子的操作
　　在关闭钩子中，不能执行注册、移除钩子的操作，否则JVM抛出IllegalStateException。
　　5、不要调用System。exit（）操作
　　也不能调用System。exit（）操作，但是调用Runtime。halt（）操作是可以的。我想，这是因为调用System。exit（）操作会导致循环进入钩子，导致死循环吧。
　　6、需要考虑的资源
　　除了上面一些代码上的操作需要考虑，我们还需要注意下面这些场景的处理：池化资源的释放：数据库连接池、HTTP连接池、线程池。在处理线程的释放：已经被连接的HTTP请求。MQ消费者的处理：正在处理的消息。隐形受影响的资源的处理：Zookeeper、Nacos实例下线等。
　　四、应用案例
　　Java提供的优雅停机机制，可以说是许多框架的基础。诸如Spring、Consul等中间件框架，都是利用Java提供的这个机制进行优雅停机的。
　　1、Spring的优雅停机
　　例如Spring是基于Java语言开发的框架，那其也势必依赖于JVM的ShutdownHook。Spring关于优雅停机的代码在org。springframework。context。support。AbstractApplicationContextregisterShutdownHook处，代码如下图所示。OverridepublicvoidregisterShutdownHook（）｛if（this。shutdownHooknull）｛Noshutdownhookregisteredyet。this。shutdownHooknewThread（SHUTDOWNHOOKTHREADNAME）｛Overridepublicvoidrun（）｛synchronized（startupShutdownMonitor）｛doClose（）；｝｝｝；增加ShutdownHook钩子Runtime。getRuntime（）。addShutdownHook（this。shutdownHook）；｝｝
　　可以看到Spring在registerShutdownHook（）函数里，注册了一个关闭的钩子，钩子中调用了doClose（）方法。
　　2、服务治理的优雅停机
　　不论是Dubbo还是SpringCloud的分布式服务框架，需要关注的是怎么能在服务停止前，先将提供者在注册中心进行反注册，然后在停止服务提供者，这样才能保证业务系统不会产生各种503、timeout等现象。为了实现上述说到的效果，那么我们就必须关注优雅停机这件事情。
　　彩蛋
　　我们都知道通过kill15可以让JVM优雅停机，那我们是否可以监听特定的信号量，从而让程序做特定的操作呢？例如：让JVM监听第12信号量，然后打印一条日志，随后优雅停机。
　　答案是当然可以啦！我们只需要利用Signal类，并实现一个SignHandler类就可以了。其实现代码如下所示：publicclassCustomShutdownTest｛publicvoidstart（）｛Runtime。getRuntime（）。addShutdownHook（newThread（（）System。out。println（钩子函数被执行，可以在这里关闭资源。）））；｝publicstaticvoidmain（String〔〕args）｛customsignalkillSignalsgnewSignal（USR2）；kill12pidSignal。handle（sg，newSignalHandler（）｛Overridepublicvoidhandle（Signalsignal）｛System。out。println（接收到信号量：signal。getName（））；监听信号量，通过System。exit（0）正常关闭JVM，触发关闭钩子执行收尾工作System。exit（0）；｝｝）；otherlogicnewCustomShutdownTest（）。start（）；System。out。println（主应用程序在执行，正常关闭。）；try｛Thread。sleep（30000）；｝catch（InterruptedExceptione）｛e。printStackTrace（）；｝｝｝
　　我们启动该类后，先让其休眠30秒，随后用jps命令找到进程ID，随后运行killUSR2PID即可，如截图所示。
　　随后可以看到控制台打印出如下消息：主应用程序在执行，正常关闭。接收到信号量：USR2钩子函数被执行，可以在这里关闭资源。
　　从上面消息我们知道，JVM成功接收到了USR2信号量，也成功执行了钩子函数。搞定！
　　提示：其实USR2是Linux第12个信号量，是留给用户使用的一个信号量。我们可以通过该信号量做一些定制化操作，从而实现更加复杂的功能。
　　好了，本期就先分享到这里，关注我下次见