详解Spring Boot最新版优雅停机的方法

详解Spring Boot最新版优雅停机的方法

什么是优雅停机

先来一段简单的jyXbWZnMY代码，如下：

@RestController

public class DemoController {

@GetMapping("/demo")

public String demo() throws InterruptedException {

// 模拟业务耗时处理流程

Thread.sleep(20 * 1000L);

return "hello";

}

}

当我们流量请求到此接口执行业务逻辑的时候，若服务端此时执行关机 （kill），spring boot 默认情况会直接关闭容器（tomcat 等），导致此业务逻辑执行失败。在一些业务场景下：会出现数据不一致的情况，事务逻辑不会回滚。

开源项目：

分布式监控（Gitee GVP最有价值开源项目 ）：https://gitee.com/sanjiankethree/cubic

摄像头视频流采集：https://gitee.com/sanjiankethree/cubic-video

优雅停机

目前Spring Boot已经发展到了2.3.4.RELEASE，伴随着2.3版本的到来，优雅停机机制也更加完善了。

目前版本的Spring Boot 优雅停机支持Jetty, Reactor Netty, Tomcat和 Undertow 以及反应式和基于 Servlet 的 web 应用程序都支持优雅停机功能。

优雅停机的目的：

如果没有优雅停机，服务器此时直接直接关闭(kill -9)，那么就会导致当前正在容器内运行的业务直接失败，在某些特殊的场景下产生脏数据。

增加了优雅停机配置后：

在服务器执行关闭（kill -2）时，会预留一点时间使容器内部业务线程执行完毕，此时容器也不允许新的请求进入。新请求的处理方式跟web服务器有关，Reactor Netty、 Tomcat将停止接入请求，Undertow的处理方式是返回503.

新版配置

YAML配置

新版本配置非常简单，server.shutdown=grhttp://aceful 就搞定了（注意，优雅停机配置需要配合Tomcat 9.0.33（含）以上版本）

server:

port: 6080

shutdown: graceful #开启优雅停机

spring:

lifecycle:

timeout-per-shutdown-phase: 20s #设置缓冲时间 默认30s

在设置了缓冲参数timeout-per-shutdown-phase 后，在规定时间内如果线程无法执行完毕则会被强制停机。

下面我们来看下停机时，加了优雅停日志和不加的区别：

//未加优雅停机配置

Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:49754', transport: 'socket'

Process finished with exit code 130 (interrupted by signal 2: SIGINT)

加了优雅停机配置后，可明显发现的日志 Waiting for active requests to cpmplete,此时容器将在ShutdownHook执行完毕后停止。

关闭方式

1、 一定不要使用kill -9 操作，使用kill -2 来关闭容器。这样才会触发java内部ShutdownHook操作，kill -9不会触发ShutdownHook。

2、可以使用端点监控 POST 请求 /actuator/shutdown 来执行优雅关机。

添加ShutdownHook

通过上面的日志我们发现Druid执行了自己的ShutdownHook，那么我们也来添加下ShutdownHook，有几种简单的方式：

1、实现DisposableBean接口，实现destroy方法

@Slf4j

@Service

public class DefaultDataStore implements DisposableBean {

private final ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(OSUtil.getAvailableProcessors(), OSUtil.getAvailableProcessors() + 1, 1, TimeUnit.MINUTES, new ArrayBlockingQueue<>(200), new DefaultThreadFactory("UploadVideo"));

@Override

public void destroy() throws Exception {

log.info("准备优雅停止应用使用 DisposableBean");

executorService.shutdown();

}

}

2、使用@PreDestroy注解

@Slf4j

@Service

public class DefaultDataStore {

private final ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(OSUtil.getAvailableProcessors(), OSUtil.getAvailableProcessors() + 1, 1, TimeUnit.MINUTES, new ArrayBlockingQueue<>(200), new DefaultThreadFactory("UploadVideo"));

@PreDestroy

public void shutdown() {

log.info("准备优雅停止应用 @PreDestroy");

executorService.shutdown();

}

}

这里注意，@PreDestroy 比 DisposableBean 先执行

关闭原理

1、使用kill pid关闭，源码很简单，大家可以看下GracefulShutdown

private void doShutdown(GracefulShutdownCahttp://llback callback) {

List connectors = getConnectors();

connectors.forEach(this::close);

try {

for (Container host : this.tomcat.getEngine().findChildren()) {

for (Container context : host.findChildren()) {

while (isActive(context)) {

if (this.aborted) {

logger.info("Graceful shutdown aborted with one or more requests still active");

callback.shutdownComplete(GracefulShutdownResult.REQUESTS_ACTIVE);

return;

}

Thread.sleep(50);

}

}

}

}

catch (InterruptedException ex) {

Thread.currentThread().interrupt();

}

logger.info("Graceful shutdown complete");

callback.shutdownComplete(GracefulShutdownResult.IDLE);

}

2、使用端点监控 POST 请求 /actuator/shutdown关闭

因为actuator 都使用了SPI的扩展方式，所以我们看下AutoConfiguration，可以看到关键点就是ShutdownEndpoint

@Configuration(

proxyBeanMethods = false

)

@ConditionalOnAvailableEndpoint(

endpoint = ShutdownEndpoint.class

)

public class ShutdownEndpointAutoConfiguration {

public ShutdownEndpointAutoConfiguration() {

}

@Bean(

destroyMethod = ""

)

@ConditionalOnMissingBean

public ShutdownEndpoint shutdownEndpoint() {

return new ShutdownEndpoint();

}

}

ShutdownEndpoint,为了节省篇幅只留了一点重要的

@Endpoint(

id = "shutdown",

enableByDefault = false

)

public class ShutdownEndpoint implements ApplicationContextAware {

@WriteOperation

public Map shutdown() {

if (this.context == null) {

return NO_CONTEXT_MESSAGE;

} else {

boolean var6 = false;

Map var1;

try {

var6 = true;

var1 = SHUTDOWN_MESSAGE;

var6 = false;

} finally {

if (var6) {

Thread thread = new Thread(this::performShutdown);

thread.setContextClassLoader(this.getClass().getClassLoader());

thread.start();

}

}

Thread thread = new Thread(this::performShutdown);

thread.setContextClassLoader(this.getClass().getClassLoader());

thread.start();

return var1;

}

}

private void performShutdown() {

try {

Thread.sleep(500L);

} catch (InterruptedException var2) {

Thread.currentThread().interrupt();

}

this.context.close(); //这里才是核心

}

}

在调用了 this.context.close() ，其实就是AbstractApplicationContext 的close() 方法 （重点是其中的doClose()）

/**

* Close this application context, destroying all beans in its bean factory.

*

Delegates to {@code doClose()} for the actual closing procedure.

* Also removes a JVM shutdown hook, if registered, as it's not needed anymore.

* @see #doClose()

* @see #registerShutdownHook()

*/

@Override

public void close() {

synchronized (this.startupShutdownMonitor) {

doClose(); //重点：销毁bean 并执行jvm shutdown hook

// If we registered a JVM shutdown hook, we don't need it anymore now:

// We've already explicitly closed the context.

if (this.shutdownHook != null) {

try {

Runtime.getRuntime().removeShutdownHook(this.shutdownHook);

}

catch (IllegalStateException ex) {

// ignore - VM is already shutting down

}

}

}

}

后记

到这里，关于单机版本的Spring Boot优雅停机就说完了。为什么说单机？因为大家也能发现，在关闭时，其实只是保证了服务端内部线程执行完毕，调用方的状态是没关注的。

不论是Dubbo还是Cloud 的分布式服务框架，需要关注的是怎么能在服务停止前，先将提供者在注册中心进行反注册，然后在停止服务提供者，这样才能保证业务系统不会产生各种503、timeout等现象。

好在当前Spring Boot 结合Kubernetes已经帮我们搞定了这一点，也就是Spring Boot 2.3版本新功能Liveness（存活状态） 和Readiness（就绪状态）

简单的提下这两个状态：

Liveness（存活状态）：Liveness 状态来查看内部情况可以理解为health check，如果Liveness失败就就意味着应用处于故障状态并且目前无法恢复，这种情况就重启吧。此时Kubernetes如果存活探测失败将杀死Container。

Readiness（就绪状态）：用来告诉应用是否已经准备好接受客户端请求，如果Readiness未就绪那么k8s就不能路由流量过来。

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