【SpringBoot】SpringBoot优雅停机机制

背景

想象一下，你正在乘坐一辆出租车，突然司机说：“车到一半我得下班了，您赶紧下车吧！”这样的经历肯定会让人感到非常糟糕。这不仅会导致用户体验极差，还可能让出租车平台的订单状态变得混乱——明明行程还在，却被迫中断，最终产生“脏数据”。

在微服务应用中，这种情况的对应场景便是应用程序的突然关闭。无论是因为维护需要还是意外问题，都可能导致用户请求中断，数据未能及时处理。为了解决这个问题，优雅停机机制成为现代系统中的重要一环。

1. 什么是优雅停机？

定义： 优雅停机是指在应用停止时，确保以下几点：

• 拒绝新请求：关闭过程开始后，系统不再接收新的用户请求。
• 完成当前请求：对已接收的请求完成处理，避免突然中断。
• 资源清理：在停机前，释放各种资源（数据库连接、线程池等），保证系统的状态完整性。

目标： 优雅停机的核心是提供一种“无感知”的下线体验，让用户和系统都能安全退出。

2. Spring Boot 优雅停机的基础实现

从 Spring Boot 2.3 开始，优雅停机的支持更加简单和强大。通过设置 server.shutdown 配置，可以决定应用停机时的行为。

2.1立即停机模式

在立即停机模式下，应用会立刻中断所有请求和任务。

server:
  shutdown: immediate

虽然简单高效，但这种方式通常只适用于测试或无状态服务。

2.2优雅停机模式

在优雅停机模式下，Spring Boot 会等待当前的处理任务完成，再进行停机操作。

server:
  shutdown: graceful

注意： 该模式下的默认等待时间为 30 秒，可通过 spring.lifecycle.timeout-per-shutdown-phase 进行配置。

3. 核心机制解析

3.1. 启用 Shutdown Hook

Spring Boot 默认会通过 JVM 的 Shutdown Hook 触发优雅停机。确保以下配置启用：

spring:
  main:
    register-shutdown-hook: true

3.2. 自定义资源释放逻辑

如果需要在停机时执行特定的清理操作，比如关闭数据库连接或停止线程池，可以通过添加 Shutdown Hook 或实现 DisposableBean 接口。

示例代码：

@Component
public class GracefulShutdownTask implements DisposableBean {
    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        System.out.println("关闭数据库连接...");
        System.out.println("释放线程池...");
        // 其他清理操作
    }
}

或者直接通过 JVM 钩子实现：

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
    System.out.println("执行自定义的资源清理逻辑");
}));

3.3. 超时机制

避免因某些请求耗时过长导致系统停机过程被阻塞，可以通过以下配置设置超时时间：

spring:
  lifecycle:
    timeout-per-shutdown-phase: 20s # 默认30秒

4. 优雅停机的实际应用场景

4.1. 服务更新

在系统版本升级时，通过优雅停机完成请求处理和资源释放，避免对用户造成干扰。

4.2. 流量调控

在高并发场景下，如果需要暂时下线部分服务节点，优雅停机可以帮助实现“无感”迁移。

4.3. 订单处理

如出租车平台，在订单完成后再下线服务，避免出现“中途被抛弃”的情况。

5. 优雅停机可能失效的情况

1. 强制关闭：使用 kill -9 强制终止进程将导致优雅停机机制无法触发。
2. 资源耗尽：系统资源不足可能导致清理操作无法完成。
3. 未配置超时：如果未配置超时时间，处理长时间任务可能导致停机时间过长。

6. 实现无感知上下线

在高可用系统中，优雅停机通常需要配合流量控制机制实现。例如：

• Nginx 或 服务网关：停机前先从负载均衡器中移除节点，停止分发新请求。
• 健康检查：通过关闭健康检查响应，通知其他服务节点下线。

总结

优雅停机是一项提高用户体验和系统稳定性的关键机制。它通过拒绝新请求、完成当前任务、清理资源等方式，让应用的下线过程更安全、更友好。

通过 Spring Boot 提供的简单配置和扩展接口，我们可以轻松实现优雅停机，同时结合流量控制机制进一步优化用户体验。

推荐实践：

1. 开发自定义的停机钩子，记录日志或上报指标，便于监控。
2. 在服务升级流程中，优雅停机应作为标准操作。
3. 配合负载均衡器进行无感上下线，进一步优化用户体验。

参考

【Spring Boot】【优雅停机一】Spring Boot 停机的正确方式 - 酷酷- - 博客园 (cnblogs.com)

【Spring Boot】【优雅停机二】Spring Boot 停机的正确方式 - 酷酷- - 博客园 (cnblogs.com)