Linux 环境如何使用 kill 命令优雅停止 Java 服务

Posted 2022-08-04 陈皮的JavaLib

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1 前言

我们在开发 Java Web 服务时，如果使用外部 Tomcat Web容器，那么启停服务可以直接使用 Tomcat 自带的脚本。不过现在大多数服务使用 Spring Boot 框架来开发，使用内嵌的 Tomcat / Jetty Web 容器，所以这时我们一般使用特定的命令或者编写脚本来启停 Web 服务。

我们开发的 Web 服务一般部署在 Linux 服务器上，以下操作基于 Linux 服务器。如果要停止在运行中的 Java 服务，一般会使用两步骤。

首先找出 Java 服务的进程 ID，可以使用 JDK 自带的jps命令或者 Linux 平台的ps(process status) 命令。

[root@chenpihost ~]# jps
8141 jar
8207 Jps
[root@chenpihost ~]# jps -l
8141 chenpi-kill-demo-2.6.7.jar
8223 sun.tools.jps.Jps
[root@chenpihost ~]# 

[root@chenpihost ~]# ps -ef  | grep java
root       8141   7379 34 12:55 pts/0    00:00:42 java -jar chenpi-kill-demo-2.6.7.jar
root       8242   8092  0 12:57 pts/1    00:00:00 grep --color=auto java

然后向 Java 进程发送信号，告知其停止服务，例如使用 Linux kill 命令杀死特定的进程。

[root@chenpihost ~]# kill 8141

如果使用 Linux Shell 脚本启停 Java 服务，会用到 kill 这个命令，下面来了解此命令的用法以及开发中需要注意的事项。

2 kill 命令

kill()是一个计算机编程语言函数，kill 函数可以向进程发送signal()。在 Linux 里使用的 kill 命令，实际上是对 kill() 函数的一个包装。

简而言之，Linux kill 命令可以将指定的信号发送至程序，将指定程序终止。

查看 kill 命令的使用语法，直接在 Linux 服务上执行 kill 命令即可查看。

[root@chenpihost ~]# kill
kill: usage: kill [-s sigspec | -n signum | -sigspec] pid | jobspec ... or kill -l [sigspec]

对于可选参数-s sigspec | -n signum | -sigspec，说明如下：

• sigspec：信号声明
• signum：信号编号

那么信号声明和信号编号有哪些呢？可以使用kill -l命令查看，如下所示：

[root@chenpihost ~]# kill -l
 1) SIGHUP       2) SIGINT       3) SIGQUIT      4) SIGILL       5) SIGTRAP
 6) SIGABRT      7) SIGBUS       8) SIGFPE       9) SIGKILL     10) SIGUSR1
11) SIGSEGV     12) SIGUSR2     13) SIGPIPE     14) SIGALRM     15) SIGTERM
16) SIGSTKFLT   17) SIGCHLD     18) SIGCONT     19) SIGSTOP     20) SIGTSTP
21) SIGTTIN     22) SIGTTOU     23) SIGURG      24) SIGXCPU     25) SIGXFSZ
26) SIGVTALRM   27) SIGPROF     28) SIGWINCH    29) SIGIO       30) SIGPWR
31) SIGSYS      34) SIGRTMIN    35) SIGRTMIN+1  36) SIGRTMIN+2  37) SIGRTMIN+3
38) SIGRTMIN+4  39) SIGRTMIN+5  40) SIGRTMIN+6  41) SIGRTMIN+7  42) SIGRTMIN+8
43) SIGRTMIN+9  44) SIGRTMIN+10 45) SIGRTMIN+11 46) SIGRTMIN+12 47) SIGRTMIN+13
48) SIGRTMIN+14 49) SIGRTMIN+15 50) SIGRTMAX-14 51) SIGRTMAX-13 52) SIGRTMAX-12
53) SIGRTMAX-11 54) SIGRTMAX-10 55) SIGRTMAX-9  56) SIGRTMAX-8  57) SIGRTMAX-7
58) SIGRTMAX-6  59) SIGRTMAX-5  60) SIGRTMAX-4  61) SIGRTMAX-3  62) SIGRTMAX-2
63) SIGRTMAX-1  64) SIGRTMAX

Linux 信号量（Linux Signals）的信号声明和信号编号相应关系以及解释如下表格。

Signal Name	Number	Description
SIGHUP	1	Hangup (POSIX)
SIGINT	2	Terminal interrupt (ANSI)
SIGQUIT	3	Terminal quit (POSIX)
SIGILL	4	Illegal instruction (ANSI)
SIGTRAP	5	Trace trap (POSIX)
SIGIOT	6	IOT Trap (4.2 BSD)
SIGBUS	7	BUS error (4.2 BSD)
SIGFPE	8	Floating point exception (ANSI)
SIGKILL	9	Kill(can’t be caught or ignored) (POSIX)
SIGUSR1	10	User defined signal 1 (POSIX)
SIGSEGV	11	Invalid memory segment access (ANSI)
SIGUSR2	12	User defined signal 2 (POSIX)
SIGPIPE	13	Write on a pipe with no reader, Broken pipe (POSIX)
SIGALRM	14	Alarm clock (POSIX)
SIGTERM	15	Termination (ANSI)
SIGSTKFLT	16	Stack fault
SIGCHLD	17	Child process has stopped or exited, changed (POSIX)
SIGCONT	18	Continue executing, if stopped (POSIX)
SIGSTOP	19	Stop executing(can’t be caught or ignored) (POSIX)
SIGTSTP	20	Terminal stop signal (POSIX)
SIGTTIN	21	Background process trying to read, from TTY (POSIX)
SIGTTOU	22	Background process trying to write, to TTY (POSIX)
SIGURG	23	Urgent condition on socket (4.2 BSD)
SIGXCPU	24	CPU limit exceeded (4.2 BSD)
SIGXFSZ	25	File size limit exceeded (4.2 BSD)
SIGVTALRM	26	Virtual alarm clock (4.2 BSD)
SIGPROF	27	Profiling alarm clock (4.2 BSD)
SIGWINCH	28	Window size change (4.3 BSD, Sun)
SIGIO	29	I/O now possible (4.2 BSD)
SIGPWR	30	Power failure restart (System V)

每一个信号量都有对应的信号声明和信号编号，比如9) SIGKILL。那么我们可以使用下面任何一种命令来强制终止进程（假设进程 ID 为1760）。因为信号声明前缀都是 SIG ，所以也可以省略前缀。

kill -9 1760
kill -n 9 1760
kill -s SIGKILL 1760
kill -SIGKILL 1760
kill -KILL 1760

如果没有显示指定具体的信号，默认是15) SIGTERM。当程序接收到此信号后，程序会做停止前的处理工作，例如释放相应的资源，然后再停止程序，但是程序有可能会继续运行着。即 SIGTERM 信号是可以被阻塞的，可能被忽略的。

# 两种等效
kill 1755
kill -15 1755

使用 kill 命令终止一个进程，后面需要跟参数pid | jobspec ...，可以是程序的 PID，PGID，或者工作编号等。

# 1755 是进程ID
kill 1755

3 实战应用

那我们该如何使用 kill 命令来停止服务呢？有些人说直接使用kill -9 PID，其实这个是很粗暴的而且极其危险的动作。因为它不管程序现在有没有未处理完的事情，直接强制终止进程，这对于一些比较敏感的服务，例如金融交易等业务是致命的。

例如，我们在 Springboot 服务启动后添加一个狗子ShutdownHook，服务正常关闭情况下，会调用执行这个钩子函数。

package com.chenpi.chenpikilldemo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class ChenpiKillDemoApplication 

  public static void main(String[] args) 
    SpringApplication.run(ChenpiKillDemoApplication.class, args);
    Runtime.getRuntime()
        .addShutdownHook(new Thread(() -> System.out.println("我是陈皮的进程，我快要挂了，我要说点遗言...")));
  

启动服务后，我们直接使用kill -9 PID命令杀死进程。发现控制台只打印一句Killed字样，服务直接被强制终止了。

如果我们使用kill PID命令停止服务，发现钩子函数被正常执行了。当我们执行 kill pid 命令时，JVM 接收到关闭指令，会发布一些关闭事件，监听事件的监听器就可以在关闭服务前做相应的处理；也会触发注册的所有 Shutdown Hook，从而实现优雅停止服务。

而且优雅停止服务还可以有多余的时间让服务执行关闭线程池等操作，实现了在停止服务前执行完线程池的任务，释放资源等操作。

所以比较合理的处理方式是应该先用默认信号（15) SIGTERM 尝试停止服务，如果多次尝试未停止成功，再考虑使用强制信号（9) SIGKILL 终止服务。

当然，停止服务的方式有很多种，比如 Springboot 也有相应的使用接口调用的方式来停止服务，不过企业中使用脚本的方式比较多，可以与 Jenkins 集成实现自动化部署，也方便运维人员统一管理。

4 shutdown 脚本

运维人员一般使用统一的脚本文件来控制服务的启停，因为考虑到通用性以及兼容各种格式服务包的情况，所以脚本文件一般也会比较复杂一些。

以下我使用一些简单的命令编写脚本文件shutdown.sh，实现优雅终止指定的 Java 服务。假设服务 jar 包是 chenpi-kill-demo-2.6.7.jar。

#!/bin/bash

# 主类
APP_MAINCLASS="chenpi-kill-demo-2.6.7.jar"

# 进程ID
psid=0

# 记录尝试次数
num=0

# 获取进程ID，如果进程不存在则返回0，
# 当然你也可以在启动进程的时候将进程ID写到一个文件中，
# 然后使用时读取这个文件即可获取到进程ID
getpid() 
   javaps=`jps -l | grep $APP_MAINCLASS`
   if [ -n "$javaps" ]; then
      psid=`echo $javaps | awk 'print $1'`
   else
      psid=0
   fi


stop() 
   getpid
   num=`expr $num + 1`  
   if [ $psid -ne 0 ]; then
    # 重试次数小于3次则继续尝试停止服务
    if [ "$num" -le 3 ];then
	  echo "attempt to kill... num:$num"
      kill $psid
      sleep 1
    else
	    # 重试次数大于3次，则强制停止
      echo "force kill..."
      kill -9 $psid      
    fi
	  # 检查上述命令执行是否成功
    if [ $? -eq 0 ]; then
       echo "Shutdown success..."
    else
       echo "Shutdown failed..."
    fi
 
    # 重新获取进程ID，如果还存在则重试停止
    getpid
    if [ $psid -ne 0 ]; then
       stop
    fi
   else
      echo "App is not running"
   fi


stop

使用也很简单，直接使用sh shutdown.sh命令即可执行脚本。以下是成功停止服务以及服务没有运行时执行脚本的结果。

[root@chenpihost ~]# sh shutdown.sh 
attempt to kill... num:1
Shutdown success...
[root@chenpihost ~]# sh shutdown.sh 
App is not running

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本次分享到此结束啦~~

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