Netty优雅退出机制和原理

1. 引言

2. 进程的优雅退出

2.1 Kill -9 PID带来的问题

在Linux上通常会通过kill -9 pid的方式强制将某个进程杀掉，这种方式简单高效，因此很多程序的停止脚本经常会选择使用kill -9 pid的方式。

无论是Linux的Kill -9 pid还是windows的taskkill /f /pid强制进程退出,都会带来一些副作用：对应用软件而言其效果等同于突然掉电，可能会导致如下一些问题：

缓存中的数据尚未持久化到磁盘中，导致数据丢失；
正在进行文件的write操作，没有更新完成，突然退出，导致文件损坏；
线程的消息队列中尚有接收到的请求消息还没来得及处理，导致请求消息丢失；
数据库操作已经完成，例如账户余额更新，准备返回应答消息给客户端时，消息尚在通信线程的发送队列5. 中排队等待发送，进程强制退出导致应答消息没有返回给客户端，客户端发起超时重试，会带来重复更新问题；
其它问题等...

2.2 JAVA优雅退出

Java的优雅停机通常通过注册JDK的ShutdownHook来实现，当系统接收到退出指令后，首先标记系统处于退出状态，不再接收新的消息，然后将积压的消息处理完，最后调用资源回收接口将资源销毁，最后各线程退出执行。

通常优雅退出需要有超时控制机制，例如30S，如果到达超时时间仍然没有完成退出前的资源回收等操作，则由停机脚本直接调用kill -9 pid，强制退出。

3. 如何实现Netty优雅退出

要实现Netty的优雅退出，首先需要了解通用Java进程的优雅退出如何实现。下面我们先讲解下优雅退出的实现原理，并结合实际代码进行讲解。最后看下如何实现Netty的优雅退出。

信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟，在原理上，一个进程收到一个信号与处理器收到一个中断请求可以说是一样的，它

3.1 信号简介

是进程间一种异步通信的机制。以Linux的kill命令为例，kill -s SIGKILL pid (即kill -9 pid) 立即杀死指定pid的进程，SIGKILL就是发送给pid进程的信号。

信号具有平台相关性，Linux平台支持的一些终止进程信号如下所示：

输入图片说明

Windows平台存在一些差异，它的一些信号举例如下：SIGINT（Ctrl+C中断）、SIGILL、SIGTERM （kill发出的软件终止）、SIGBREAK （Ctrl+Break中断）。

信号选择：为了不干扰正常信号的运作，又能模拟Java异步通知，在Linux上我们需要先选定一种特殊的信号。通过查看信号列表上的描述，发现 SIGUSR1 和 SIGUSR2 是允许用户自定义的信号,我们可以选择SIGUSR2，为了测试方便，在Windows上我们可以选择SIGINT。

3.2 Java程序的优雅退出

首先看下通用的Java进程优雅退出的流程图：

输入图片说明

第一步，应用进程启动的时候，初始化Signal实例，它的代码示例如下：

Signal sig = new Signal(getOSSignalType());

第二步，根据操作系统的名称来获取对应的信号名称，代码如下：

private String getOSSignalType()
{
       return System.getProperties().getProperty("os.name").
		 toLowerCase().startsWith("win") ? "INT" : "USR2";
}

判断是否是windows操作系统，如果是则选择SIGINT，接收Ctrl+C中断的指令；否则选择USR2信号，接收SIGUSR2（等价于kill -12 pid）指令。

第三步，将实例化之后的SignalHandler注册到JDK的Signal，一旦Java进程接收到kill -12 或者 Ctrl+C则回调handle接口，代码示例如下：

Signal.handle(sig, shutdownHandler);

其中shutdownHandler实现了SignalHandler接口的handle(Signal sgin)方法，代码示例如下：

第四步，在接收到信号回调的handle接口中，初始化JDK的ShutdownHook线程，并将其注册到Runtime中，示例代码如下：

private void invokeShutdownHook()
{
	Thread t = new Thread(new ShutdownHook(), "ShutdownHook-Thread");
	Runtime.getRuntime().addShutdownHook(t);
}

第五步，接收到进程退出信号后，在回调的handle接口中执行虚拟机的退出操作，示例代码如下：

Runtime.getRuntime().exit(0);

虚拟机退出时，底层会自动检测用户是否注册了ShutdownHook任务，如果有，则会自动将ShutdownHook线程拉起，执行它的Run方法，用户只需要在ShutdownHook中执行资源释放操作即可，示例代码如下：

class ShutdownHook implements Runnable
{
	@Override
	public void run() {
		System.out.println("ShutdownHook execute start...");
		System.out.print("Netty NioEventLoopGroup shutdownGracefully...");
		try {
			TimeUnit.SECONDS.sleep(10);//模拟应用进程退出前的处理操作
		} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("ShutdownHook execute end...");
	System.out.println("Sytem shutdown over, the cost time is 10000MS");
		}
}

下面我们在Windows环境中对通用的Java优雅退出程序进行测试，打开CMD控制台，拉起待测试程序，如下所示：

启动进程：

查看线程信息，发现注册的ShutdownHook线程没有启动，符合预期：

来源：oschina

链接：https://my.oschina.net/u/2858189/blog/745388

标签

Netty

优雅退出机制与原理