java高并发编程--04--Hook线程以及捕获线程执行异常

Posted 2022-09-24 shouwangyixin

1.获取线程运行时异常
Thread类处理运行时异常的四个API：
public void setUncaughtExceptionHandler(UncaughtExceptionHandler eh):为某个线程UncaughtExceptionHandler
public static setDefaultUncaughtExceptionHandler(UncaughtExceptionHandler eh):设置全局UncaughtExceptionHandler
public UncaughtExceptionHandler getUncaughtExceptionHandler():获取特定线程的UncaughtExceptionHandler
public static UncaughtExceptionHandler getDefaultUncaughtExceptionHandler()：获取全局UncaughtExcepitonHandler

1.UncaughtExceptionHandler简介
线程在执行单元中不允许抛出checked异常，线程运行在自己的上下文中，派生它的线程无法直接获取到它运行的异常信息，对此，java提供了一个UncaughtExceptionHandler接口，当线程在运行过程中出现异常时会调用UncaughtExceptionHandler接口，从而得知那个线程在运行时出错以及出现什么样的错误。
UncaughtExceptionHandler接口是Thread类的一个内部接口：

@FunctionalInterface
public interface UncaughtExceptionHandler 
    /**
     * Method invoked when the given thread terminates due to the
     * given uncaught exception.
     * <p>Any exception thrown by this method will be ignored by the
     * Java Virtual Machine.
     * @param t the thread
     * @param e the exception
     */
    void uncaughtException(Thread t, Throwable e);

该接口是一个函数式接口，只有一个方法，会被Thread类的dispatchUncaughtException方法调用：

/**
 * Dispatch an uncaught exception to the handler. This method is
 * intended to be called only by the JVM.
 */
private void dispatchUncaughtException(Throwable e) 
    getUncaughtExceptionHandler().uncaughtException(this, e);

当线程出现异常时，会调用dispatchUncaughtException方法，将对应的线程实例及异常信息传递给回调接口
使用代码示例如下：

public class UncaughtExceptionHandlerTest 
    public static void main(String[] args) 
        //设置回调接口实现
        Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler((t,e)->
            System.out.println("--->线程"+t.getName()+"发生异常，异常信息如下：");
            e.printStackTrace();
        );
        new Thread(()->
            try 
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
             catch (InterruptedException e1) 
                e1.printStackTrace();
            
            //这里将抛出unchecked异常
            System.out.println(2/0);
        ).start();
    

输出结果：

--->线程Thread-0发生异常，异常信息如下：
java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at cp7.cp1.UncaughtExceptionHandlerTest.lambda$1(UncaughtExceptionHandlerTest.java:19)
    at java.base/java.lang.Thread.run(Thread.java:834)

2.Hook线程
2.1Hook线程简介
向jvm程序注入一个Hook线程，在jvm程序退出时，Hook线程会启动执行，可以通过Runtime向jvm程序注入多个Hook线程：

public class HookTest 
    public static void main(String[] args) 
        //注入5个Hook线程
        for(int i = 0;i < 5;i ++) 
            int x = i;
            Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(()->
                System.out.println("hook" + x + " run");
                try 
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                 catch (InterruptedException e) 
                    e.printStackTrace();
                
                System.out.println("hook" + x + " is over");
            ));
        
        try 
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
         catch (InterruptedException e) 
            e.printStackTrace();
        
        System.out.println("main is over");
    

输出结果：
main is over
hook2 run
hook1 run
hook0 run
hook4 run
hook3 run
hook1 is over
hook4 is over
hook0 is over
hook3 is over
hook2 is over
2.2Hook线程使用与注意事项
Hook线程可以阻止程序重复启动，在进程启动时创建一个look文件，创建前先判断这个文件释放存在，如果存在则认为已经启动，程序结束时利用Hook线程的特点删除这个文件。如mysql、zookeeper、kafka等软件都可以看到lock文件的存在
注意：
1）Hook线程只有在收到退出信号时执行，如果使用kill -9 命令结束进程，Hook线程不会执行，lock文件不会被清理
2）Hook线程可以做一些资源释放工作，如关闭文件句柄、socket链接、数据库connection等
3）尽量不要在Hook线程中执行一些耗时非常长的操作，否则程序迟迟无法退出