本文通過閱讀Tomcat啟動和關(guān)閉流程的源碼，深入分析不同的Tomcat關(guān)閉方式背后的原理，讓開發(fā)人員能夠了解在使用不同的關(guān)閉方式時需要注意的點(diǎn)，避免因JVM進(jìn)程異常退出導(dǎo)致的各種非預(yù)見性錯誤。

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一、 Tomcat的啟動過程

要了解Tomcat關(guān)閉的原理，首先需要關(guān)注下Tomcat是如何啟動的。這里我們簡單介紹下。

Tomcat啟動的入口是Bootstrap類中的main方法，而后根據(jù)server.xml中的配置，對Server、Service、Enigin、Connector、Host、Context等組件進(jìn)行初始化，之后便是啟動這些組件。我們重點(diǎn)來看下啟動之后，Tomcat做了哪些工作。

在Tomcat的各組件啟動完畢之后，main主線程會進(jìn)入Catalina.out的await()方法，而此方法又是主要調(diào)用了Server組件的await()方法，從名字便可以看出，這個方法的目的是為了阻塞當(dāng)前線程（main主線程）。

分析await的源碼（源碼比較長，這里截取了部分，全部的可以自行拉取Tomcat源碼進(jìn)行閱讀）。

（StandardServer.await()）

我們發(fā)現(xiàn)await()方法主要是根據(jù)server.xml中Server節(jié)點(diǎn)port屬性的設(shè)置做了以下幾種工作：

• port為-2時，函數(shù)直接退出，此時主線程不會阻塞。

• port為-1時，將等待線程設(shè)置為當(dāng)前線程，并且進(jìn)入while循環(huán)，直到stopAwait標(biāo)志位置為true

• port為其他時，則會新建一個socket服務(wù)端，該socket綁定了當(dāng)前

在主線程退出等待后，就會進(jìn)入Tomcat的關(guān)閉流程，進(jìn)行各個組件的stop和destroy操作。從上述分析可以看出，要想停止Tomcat，就是要中斷main主線程的等待狀態(tài)。

下圖為Tomcat的整個生命周期。

（Tomcat生命周期）

二、常見的關(guān)閉Tomcat的方式

1、我們下載的Tomcat壓縮包的bin目錄下，有一個由官方提供的腳本（shutdown.sh），可以用來結(jié)束Tomcat進(jìn)程。

2、服務(wù)器上，我們還可以利用kill -x命令來結(jié)束Tomcat進(jìn)程。

3、此外，代碼中的System.exit()以及OOM等異常情況的發(fā)生，也會導(dǎo)致Tomcat進(jìn)程的關(guān)閉，但是這兩者都不是正常的運(yùn)維手段，在此我們不做分析。

三、shutdown腳本

1、shutdown.sh的原理

查看分析官方的shutdown.sh腳本以及catalina.sh腳本，發(fā)現(xiàn)這兩個腳本最終是在調(diào)用Bootstrap類的main方法，和啟動Tomcat時調(diào)用的是同一個方法，差異在于傳入了"stop"作為main方法的參數(shù)，而傳入了該參數(shù)的main方法，會調(diào)用Catalina類的stopServer()方法。在此我們抹去不需要關(guān)注的代碼，可以把整個stopServer()方法簡化為如下4步：

其主要做了兩件事：

• 初始化Server組件，和Tomcat啟動時類似，這一步主要是解析server.xml文件，然后根據(jù)server.xml中的屬性初始化Tomcat組件的成員變量，這里主要關(guān)注Server組件的幾個成員變量：port、address、shutdown，默認(rèn)值分別為8005、127.0.0.1、SHUTDOWN等，需要和啟動時讀取的server.xml保持一致。

• 往address port所監(jiān)聽的Socket端口發(fā)生“SHUTDOWN”字符串。

至此，顯而易見的，這對應(yīng)了第一小節(jié)中的第三種阻塞情況，"SHUTDOWN"字符串讓main主線程結(jié)束了等待狀態(tài)，并在接下來通過調(diào)用各組件的stop()和destroy()方法進(jìn)行資源的釋放。

2、shutdown腳本的缺點(diǎn)

雖然shutdown腳本是由Tomcat官方出品，但是其在實(shí)際應(yīng)用中并不廣泛，主要是由于下面兩個缺點(diǎn)：

• 從上述原理就可以分析出，shutdown腳本是基于啟動時監(jiān)聽了相應(yīng)的端口，這就允許任意人員，只要能夠發(fā)送"SHUTDOWN"字符串到相應(yīng)的端口，就可以對Tomcat進(jìn)程進(jìn)行關(guān)閉，這對于生產(chǎn)環(huán)境是相當(dāng)危險的。所以一般生產(chǎn)環(huán)境會將Server的port屬性設(shè)置為-1

• shutdown腳本只是結(jié)束了main主線程的等待狀態(tài)，讓其正常的走下去。我們知道，JVM中的線程分為守護(hù)線程和用戶線程兩種類型，守護(hù)線程會在所有用戶線程結(jié)束后，自動回收，進(jìn)而導(dǎo)致JVM進(jìn)程的退出。main主線程是一個用戶線程，但是隨著程序越來越復(fù)雜，可能會出現(xiàn)很多其他的用戶線程。比如我們平常開發(fā)過程中，常用的創(chuàng)建線程池的操作Executors.newFixedThreadPool(n) 便會創(chuàng)建n個用戶線程，這些線程在main主線程退出后，并不會自動回收，從而阻止了JVM的正常退出。所以經(jīng)常會發(fā)生調(diào)用了shutdown腳本，但是Tomcat進(jìn)程無法退出的場景。

四、kill -x

1、kill -9 or kill -15

Linux中的kill -x操作是向目標(biāo)進(jìn)程發(fā)送對應(yīng)的信號量。可以用kill -l命令查看每個數(shù)值所代表的信號量的值。

（kill信號量）

這里面，我們經(jīng)常會使用kill-9這一命令，kill -9會立即強(qiáng)制結(jié)束當(dāng)前進(jìn)程，這個操作既方便，但同時也極具破壞性。在實(shí)際的環(huán)境中，我們可能有在running的任務(wù)，如果此時程序被強(qiáng)制關(guān)閉，便會導(dǎo)致當(dāng)前任務(wù)數(shù)據(jù)的丟失，特別是時間特別長的任務(wù)，極有可能造成前功盡棄的局面。同時，如果程序設(shè)計不當(dāng)，沒有相應(yīng)的冪等操作，還有可能會造成實(shí)際環(huán)境中數(shù)據(jù)缺失或者臟數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，對生產(chǎn)環(huán)境造成致命的問題。

相比kill -9， kill -15（15只是一個例子，Linux中還有其他的中斷信號）會相對優(yōu)雅很多。kill -15是向進(jìn)程發(fā)送一個TERM的中斷信號量，在JVM接收到該信號量后，會響應(yīng)中斷，進(jìn)而結(jié)束當(dāng)前進(jìn)程。而這一操作能夠優(yōu)雅關(guān)閉Tomcat的原因在于，JVM在結(jié)束當(dāng)前進(jìn)程前，會啟動一系列名為shutdownhook（關(guān)閉鉤子）的線程，而這些線程就會成為我們進(jìn)行風(fēng)險控制的工具。接下來我們首先看看Tomcat中的關(guān)閉鉤子。

2、shutdownhook關(guān)閉鉤子

Tomcat的關(guān)閉鉤子的定義是在Catalina類中，有一個名為CatalinaShutdownHook內(nèi)部類，繼承了Thread類。跟著這個線程類中的run()方法往下看，其調(diào)用了Catalina的stop()方法，而此處stop方法，除了正常去停止各組件外，還會去中斷并快速結(jié)束main主線程（如果主線程還存在的話），最后再調(diào)用各組件的destroy()方法進(jìn)行資源釋放。

（Tomcat中的shutdownhook）

除了Tomcat會使用關(guān)閉鉤子外，很多中間件也會使用到這一非常重要的功能。

我們在平常的開發(fā)過程中也可以使用關(guān)閉鉤子，可以在程序啟動或者運(yùn)行階段通過調(diào)用Runtime.getRuntime().addShutdownHook(shutdownHook)方法進(jìn)行鉤子的添加，但要注意的是，需要在關(guān)閉的流程中加入移除鉤子的代碼。

Spring中當(dāng)然也有關(guān)閉鉤子的應(yīng)用，并且還為我們使用關(guān)閉鉤子提供了更為友好的編程體驗(yàn)。

在Spring中，關(guān)閉鉤子是在AbstractApplicationContext.registerShutdownHook()方法中添加的（下圖中的代碼），而其關(guān)閉鉤子的run方法則會調(diào)用destroyBeans()方法，其對所有繼承了DisposableBean接口的類調(diào)用其destroy()方法。

讀到這里我們就明白了，在平時開發(fā)時，如果有使用關(guān)閉鉤子的需求，可以通過繼承DisposableBean，并實(shí)現(xiàn)其destroy()，很方便的來達(dá)到我們回收資源，打掃戰(zhàn)場的目的。

3、shutdownhook的使用注意點(diǎn)

shutdownhook在使用中也并不是可以隨意亂用的，需要注意以下幾點(diǎn)：

• shutdownhook的調(diào)用是不保證順序的

• shutdownhook是JVM結(jié)束前調(diào)用的線程，所以該線程中的方法應(yīng)盡量短，并且保證不能發(fā)生死鎖的情況，否則也會阻止JVM的正常退出

• shutdownhook中不能執(zhí)行System.exit()，否則會導(dǎo)致虛擬機(jī)卡住，而不得不強(qiáng)行殺死進(jìn)程

五、總結(jié)

本文對Tomcat兩種常用關(guān)閉方式的原理進(jìn)行了解讀，從上述分析可以看出，用shutdown.sh腳本控制Tomcat關(guān)閉的方式存在權(quán)限的風(fēng)險，并且也會由于開發(fā)中的線程操作導(dǎo)致Tomcat無法關(guān)閉，所以這種方法在實(shí)際應(yīng)用中使用情況較少。

而kill -15則能夠安全的殺死Tomcat進(jìn)程，并且由于JVM shutdownhook的存在，我們可以對整個程序關(guān)閉時進(jìn)行更強(qiáng)有力的控制，退出過程也更為優(yōu)雅，所以使用較為廣泛。