關(guān)閉鉤子
用戶關(guān)閉關(guān)閉程序，需要做一些善后的清理工作，但問題是，某些用戶不會按照推薦的方法關(guān)閉應(yīng)用程序，肯能導(dǎo)致善后工作無法進(jìn)行。像tomcat調(diào)用server的start方法啟動容器，然后會逐級調(diào)用start。當(dāng)發(fā)出關(guān)閉命令是會啟動關(guān)閉功能，但是關(guān)閉可能會有一些意外產(chǎn)生，導(dǎo)致應(yīng)用程序沒有進(jìn)入到我們制定的關(guān)閉方法去。如何解決這個問題呢，使得即使有意外也能正常進(jìn)入關(guān)閉流程。
好在java提供了一種優(yōu)雅的方式去解決這種問題。使得關(guān)閉的善后處理的代碼能執(zhí)行。java的關(guān)閉鉤子能確保總是執(zhí)行，無論用戶如何終止應(yīng)用程序。除非用戶kill，這個是個死穴。
Java提供了Shutdown Hook機(jī)制，它讓我們在程序正常退出或者發(fā)生異常時能有機(jī)會做一些清場工作。使用的方法也很簡單，Java.Runtime.addShutdownHook(Thread hook)即可。關(guān)閉鉤子其實可以看成是一個已經(jīng)初始化了的但還沒啟動的線程，當(dāng)JVM關(guān)閉時會并發(fā)地執(zhí)行注冊的所有關(guān)閉鉤子。
對java而言，虛擬機(jī)會對以下幾種操作進(jìn)行關(guān)閉：
(1)系統(tǒng)調(diào)用System.exit()方法
(2)程序最后一個守護(hù)線程退出時，應(yīng)用程序正常退出。
(3)用戶強(qiáng)行中斷程序運(yùn)行，比如ctrl+c等其他方式中斷java程序
關(guān)閉鉤子的生成：
1.創(chuàng)建Thread的子類
2.實現(xiàn)run方法，應(yīng)用程序關(guān)閉時會調(diào)用該方法，不需要調(diào)用start方法
3.在應(yīng)用中實例化關(guān)閉鉤子類
4.使用Runtime注冊關(guān)閉鉤子
鉤子執(zhí)行時機(jī)
向JVM注冊關(guān)閉鉤子后的什么時候會被調(diào)用，什么時候不會被調(diào)用呢？分成以下情況：
- Java程序正常運(yùn)行完退出時會被調(diào)用。
- windows和linux終端中通過ctrl-c終止命令時會被調(diào)用。
- JVM發(fā)生OutOfMemory而退出時會被調(diào)用。
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Java程序中執(zhí)行
System.exit()時會被調(diào)用。 - 操作系統(tǒng)關(guān)閉時會被調(diào)用。
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linux通過
kill pid（除了kill -9 pid）結(jié)束進(jìn)程時會被調(diào)用。 - windows直接結(jié)束進(jìn)程時不會被調(diào)用。
添加刪除鉤子
鉤子的添加和刪除都是通過 Runtime 來實現(xiàn)，里面的實現(xiàn)也比較簡單，可以看到 addShutdownHook 和 removeShutdownHook 方法都是先通過安全管理器先檢查是否有 shutdownHooks 的權(quán)限，然后再通過 ApplicationShutdownHooks 添加和刪除鉤子。
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public void addShutdownHook(Thread hook) { SecurityManager sm = System.getSecurityManager(); if (sm != null) { sm.checkPermission(new RuntimePermission("shutdownHooks")); } ApplicationShutdownHooks.add(hook); }public boolean removeShutdownHook(Thread hook) { SecurityManager sm = System.getSecurityManager(); if (sm != null) { sm.checkPermission(new RuntimePermission("shutdownHooks")); } return ApplicationShutdownHooks.remove(hook); } |
ApplicationShutdownHooks保管鉤子
ApplicationShutdownHooks 可以看成是用來保管所有關(guān)閉鉤子的容器，而主要是通過一個 IdentityHashMap
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private static IdentityHashMap<Thread, Thread> hooks; |
有了 hooks 這個變量，添加刪除鉤子就是直接向這個 HashMap 進(jìn)行 put 和 remove 操作了，其中在操作前也會做一些檢查，比如添加鉤子前會做三個判斷：
1. 所有鉤子是否已經(jīng)開始執(zhí)行了，hooks 為 null 即表示所有關(guān)閉鉤子已經(jīng)開始執(zhí)行，此時不能再添加了。
2. 鉤子狀態(tài)是否為 alive ，是則表示鉤子已經(jīng)在運(yùn)行，不能添加了。
3. 是否已經(jīng)包含了該鉤子，已包含則不能再添加。
類似的判斷邏輯還有 remove 操作。
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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);}static synchronized boolean remove(Thread hook) { if(hooks == null) throw new IllegalStateException("Shutdown in progress"); if (hook == null) throw new NullPointerException(); return hooks.remove(hook) != null;} |
而 ApplicationShutdownHooks 中真正負(fù)責(zé)啟動所有鉤子的任務(wù)由 runHooks 方法負(fù)責(zé)，它的邏輯如下：
1. 先對 ApplicationShutdownHooks 類加鎖并取到所有鉤子，然后將 hooks 變量設(shè)為 null 。
2. 遍歷所有鉤子，分別啟動鉤子，前面有說到關(guān)閉鉤子其實可以看成是一個已經(jīng)初始化了的但還沒啟動的線程，這里調(diào)用 start 方法將其啟動即可。
3. 用 join 方法協(xié)調(diào)所有鉤子線程，等待他們執(zhí)行完畢。
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static void runHooks() { Collection<Thread> threads; synchronized(ApplicationShutdownHooks.class) { threads = hooks.keySet(); hooks = null; } for (Thread hook : threads) { hook.start(); } for (Thread hook : threads) { try { hook.join(); } catch (InterruptedException x) { } }} |
ApplicationShutdownHooks 的 runHooks 方法又是由誰負(fù)責(zé)調(diào)用的呢？如下，它其實是變成一個 Runnable 對象添加到 Shutdown 類中了，Runnable 的 run 方法負(fù)責(zé)調(diào)用 runHooks 方法。接下去就要看 Shutdown 類什么時候執(zhí)行該 Runnable 對象了。
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Shutdown.add(1 , false , new Runnable() { public void run() { runHooks(); } } ); |
Shutdown中的鉤子
ApplicationShutdownHooks 的 Runnable 對象添加到 Shutdown 中的邏輯如下，
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private static final int RUNNING = 0;private static final int HOOKS = 1;private static final int FINALIZERS = 2;private static final int MAX_SYSTEM_HOOKS = 10;private static final Runnable[] hooks = new Runnable[MAX_SYSTEM_HOOKS];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) { if (state > RUNNING) throw new IllegalStateException("Shutdown in progress"); } else { if (state > HOOKS || (state == HOOKS && slot <= currentRunningHook)) throw new IllegalStateException("Shutdown in progress"); } hooks[slot] = hook; } } |
slot表示將Runnable對象賦給 hooks 數(shù)組中的哪個元素中， Shutdown 中同樣有一個 hooks 變量，它是 Runnable[] 類型，長度為 MAX_SYSTEM_HOOKS ，即為 10 。這個數(shù)組可以看成是鉤子的優(yōu)先級實現(xiàn)，數(shù)組下標(biāo)用于表示優(yōu)先級，slot = 1 則表示賦值到數(shù)組中第二個元素。
registerShutdownInProgress 表示是否允許注冊鉤子，即使正在執(zhí)行 shutdown 。前面?zhèn)魅?false ，顯然是不允許。其中 state > RUNNING 條件表示其他狀態(tài)都要拋出異常，除非是 RUNNING 狀態(tài)，這個很好理解，一共有三個狀態(tài)，RUNNING、HOOKS、FINALIZERS，值分別為0、1、2。如果 registerShutdownInProgress 為 true 則只要不為 FINALIZERS 狀態(tài)，同時 slot 也要大于當(dāng)前鉤子數(shù)組的下標(biāo)即可。
在前面說到的鉤子執(zhí)行時機(jī)的情況下，JVM都會調(diào)用到 Shutdown 類的 sequence 方法，如下，
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private static void sequence() { synchronized (lock) { if (state != HOOKS) return; } runHooks(); boolean rfoe; synchronized (lock) { state = FINALIZERS; rfoe = runFinalizersOnExit; } if (rfoe) runAllFinalizers(); }private static void runHooks() { for (int i=0; i < MAX_SYSTEM_HOOKS; i++) { try { Runnable hook; synchronized (lock) { currentRunningHook = i; hook = hooks[i]; } if (hook != null) hook.run(); } catch(Throwable t) { if (t instanceof ThreadDeath) { ThreadDeath td = (ThreadDeath)t; throw td; } } } } |
首先判斷當(dāng)前狀態(tài)不等于 HOOKS 則直接返回，接著執(zhí)行 runHooks 方法，這個方法也是我們主要要看的方法。然后再將狀態(tài)設(shè)為 FINALIZERS ，最后如果需要的話還要調(diào)用 runAllFinalizers 方法執(zhí)行所有 finalizer。所以在JVM關(guān)閉時 runHooks 方法是會被調(diào)用的。
runHooks 方法邏輯簡單，就是遍歷 Runnable 數(shù)組，一個個調(diào)用其 run 方法讓其執(zhí)行。
總結(jié)
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