Java 服务优雅关闭

进程收到终止信号后如何排空请求、关闭线程池与释放连接。

#concept #growing #dev #java

[!info] related notes

所属 MOC：服务工程 · 学习路线

前置概念：线程池 · 资源生命周期 · HTTP 服务

后续概念：Docker · 可观测

容易混淆：kill -9 与优雅停止

Java 服务优雅关闭

这个概念为什么出现

容器编排滚动发布会发 SIGTERM。若进程直接退出，在途请求会中断、未提交任务可能丢失；OS 会回收进程资源，但不替应用完成事务、确认消息或刷新缓冲。优雅关闭定义停止接流 → 排空 → 释放的顺序。

[!abstract] 一句话理解捕获终止信号/钩子，停止接收新请求，等待在途完成（有超时），再关闭线程池与外部连接。

最小可运行示例

场景：注册关闭钩子停止线程池

import java.util.concurrent.*;

public class GracefulDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
            System.out.println("shutdown-begin");
            pool.shutdown();
            try {
                if (!pool.awaitTermination(2, TimeUnit.SECONDS)) {
                    pool.shutdownNow();
                    if (!pool.awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS)) {
                        System.err.println("workers-not-terminated");
                    }
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                pool.shutdownNow();
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
            System.out.println("shutdown-end terminated=" + pool.isTerminated());
        }));
        pool.execute(() -> System.out.println("work"));
        System.exit(0); // 触发钩子（演示）
    }
}

javac GracefulDemo.java && java GracefulDemo

正常运行输出包含 work、shutdown-begin 和 shutdown-end terminated=true。work 与 shutdown-begin 的先后取决于调度；关闭会等待已提交任务，本例无需用 sleep 猜测其完成时间。

结合场景再看三个关注点

钩子必须有时间预算；shutdownNow 只是尝试中断，不会强杀 Java 线程。进程最终强制终止由运行环境负责，不能把钩子返回当作任务已成功完成。
HTTP 服务器 stop 延迟参数。
与 K8s preStop/terminationGracePeriod 对齐。

核心概念与准确模型

1. 信号与钩子

正常 JVM 关闭（包括 System.exit，以及通常配置下的终止信号）会启动已注册钩子。多个钩子并发执行、顺序未指定；不要依赖其他钩子先完成。Runtime.halt、SIGKILL、崩溃等可能完全跳过钩子。

2. 排空策略

先停止接入请求、消费消息和调度新任务，再等待在途任务并按依赖顺序释放连接。readiness 变化传播需要时间，也不会立即切断已有连接；还需服务本身停止接收新工作。Kubernetes 的 preStop 时间计入终止宽限期，应把整个流程放进同一个时间预算。

3. 数据一致性：在途事务

停机无法保证所有在途工作完成；应结合事务、可重试/幂等操作与消息确认时机。不要在结果尚未确定时仅因进入关闭流程就确认任务成功。

边界情况与反直觉行为

钩子中死锁。
日志框架先关闭导致钩子日志丢失。
kill -9 无法优雅。

常见误区

[!warning] 常见误区：只关 HTTP 不关消费者线程消息消费/定时任务同样要停。

工程实践

readiness 先 fail，再停服务。
超时可配置。
指标记录关闭耗时。
演练强制杀死与优雅路径。

本节总结

停新→排空→释放
超时兜底
与编排对齐

自测题

为什么 readiness 要先变假？
shutdown 与 shutdownNow？

参考答案

通知就绪性检查的使用方停止路由新流量；这有传播延迟，不能代替服务端停止接入。
shutdown 拒绝新任务但执行已提交任务；shutdownNow 尝试中断运行任务并返回尚未开始的任务列表，二者都不等待终止，需另用 awaitTermination。

延伸阅读与资料来源

资料	类型	支撑内容
Runtime.addShutdownHook	API	钩子