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上一般会经过kill -9 pid的方式强制将某个进程杀掉，这种方式简单高效，所以不少程序的中止脚本常常会选择使用kill -9 pid的方式。

不管是Linux的Kill -9 pid仍是windows的taskkill /f /pid强制进程退出,都会带来一些反作用：对应用软件而言其效果等同于忽然掉电，可能会致使以下一些问题：

1. 缓存中的数据还没有持久化到磁盘中，致使数据丢失；
2. 正在进行文件的write操做，没有更新完成，忽然退出，致使文件损坏；
3. 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，致使请求消息丢失；
4. 数据库操做已经完成，例如帐户余额更新，准备返回应答消息给客户端时，消息尚在通讯线程的发送队列5. 中排队等待发送，进程强制退出致使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；
5. 其它问题等...

2.2 JAVA优雅退出

Java的优雅停机一般经过注册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，再也不接收新的消息，而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。

一般优雅退出须要有超时控制机制，例如30S，若是到达超时时间仍然没有完成退出前的资源回收等操做，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，首先须要了解通用Java进程的优雅退出如何实现。下面咱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能够说是同样的，它

3.1 信号简介

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

信号具备平台相关性，Linux平台支持的一些终止进程信号以下所示：

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

信号选择：为了避免干扰正常信号的运做，又能模拟Java异步通知，在Linux上咱们须要先选定一种特殊的信号。经过查看信号列表上的描述，发现 SIGUSR1 和 SIGUSR2 是容许用户自定义的信号,咱们能够选择SIGUSR2，为了测试方便，在Windows上咱们能够选择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：

• 第一步，应用进程启动的时候，初始化Signal实例，它的代码示例以下：

Signal sig = new Signal(getOSSignalType());

• 第二步，根据操做系统的名称来获取对应的信号名称，代码以下：

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

判断是不是windows操做系统，若是是则选择SIGINT，接收Ctrl+C中断的指令；不然选择USR2信号，接收SIGUSR2（等价于kill -12 pid）指令。

• 第三步，将实例化以后的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，代码示例以下：

Signal.handle(sig, shutdownHandler);

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

• 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，示例代码以下：

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做，示例代码以下：

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，若是有，则会自动将ShutdownHook线程拉起，执行它的Run方法，用户只须要在ShutdownHook中执行资源释放操做便可，示例代码以下：

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做
		} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("ShutdownHook execute end...");
	System.out.println("Sytem shutdown over, the cost time is 10000MS");
		}
}

下面咱们在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，以下所示：

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：