Java并发编程之如何优雅关闭钩子Shutdown Hook_Java

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：