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SpringBoot3實(shí)現(xiàn)優(yōu)雅停機(jī)的完整流程

更新時(shí)間：2024年10月30日 09:30:35 作者：CoderJia_

在現(xiàn)代微服務(wù)架構(gòu)中,優(yōu)雅停機(jī)（Graceful Shutdown）是一項(xiàng)重要功能,可以確保服務(wù)在關(guān)閉時(shí)處理完所有當(dāng)前請(qǐng)求,避免突然終止連接或丟失數(shù)據(jù),Spring Boot 3 提供了對(duì)優(yōu)雅停機(jī)的內(nèi)置支持,本文給大家介紹了SpringBoot3怎樣優(yōu)雅停機(jī),需要的朋友可以參考下

在現(xiàn)代微服務(wù)架構(gòu)中，優(yōu)雅停機(jī)（Graceful Shutdown）是一項(xiàng)重要功能，可以確保服務(wù)在關(guān)閉時(shí)處理完所有當(dāng)前請(qǐng)求，避免突然終止連接或丟失數(shù)據(jù)。Spring Boot 3 提供了對(duì)優(yōu)雅停機(jī)的內(nèi)置支持，允許在關(guān)閉應(yīng)用程序上下文期間為現(xiàn)有請(qǐng)求設(shè)置一個(gè)寬限期，同時(shí)防止新請(qǐng)求進(jìn)入。本文將詳細(xì)介紹 Spring Boot 3 的優(yōu)雅停機(jī)機(jī)制，重點(diǎn)分析 Tomcat 和 Reactor Netty 兩種常用的嵌入式 Web 服務(wù)器的優(yōu)雅停機(jī)流程。

1. 什么是優(yōu)雅停機(jī)？

優(yōu)雅停機(jī)的目標(biāo)是在服務(wù)關(guān)閉時(shí)：

允許當(dāng)前的處理請(qǐng)求在指定的寬限期內(nèi)完成。
阻止新的請(qǐng)求進(jìn)入。
向外部監(jiān)控或負(fù)載均衡器標(biāo)記服務(wù)為不可用。

這種機(jī)制可以確保服務(wù)在維護(hù)或版本升級(jí)時(shí)避免數(shù)據(jù)丟失和請(qǐng)求中斷，提供更高的穩(wěn)定性和可用性。

2. Spring Boot 3 優(yōu)雅停機(jī)的配置

在 Spring Boot 3 中，我們可以使用 server.shutdown 配置來(lái)開(kāi)啟優(yōu)雅停機(jī)，并指定寬限期。配置項(xiàng)如下：

server:
  shutdown: "graceful" # 開(kāi)啟優(yōu)雅停機(jī)
spring:
  lifecycle:
    timeout-per-shutdown-phase: "20s"  # 停機(jī)的寬限期，默認(rèn)為 30 秒

此配置項(xiàng)適用于所有四種嵌入式 Web 服務(wù)器：Tomcat、Jetty、Reactor Netty 和 Undertow。

注意：Spring Boot 3 默認(rèn)禁用優(yōu)雅停機(jī)，需要將 server.shutdown 設(shè)置為 graceful 以啟用。

3. Tomcat 和 Reactor Netty 的優(yōu)雅停機(jī)機(jī)制

Spring Boot 3 支持在不同的 Web 服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)優(yōu)雅停機(jī)。以下是 Tomcat 和 Reactor Netty 的具體停機(jī)方式：

3.1 Tomcat 優(yōu)雅停機(jī)

使用Tomcat的優(yōu)雅關(guān)機(jī)需要Tomcat 9.0.33或更高版本，在 Tomcat 上啟用優(yōu)雅停機(jī)后，當(dāng)收到關(guān)閉信號(hào)時(shí)，它將停止接受新的連接請(qǐng)求，并在網(wǎng)絡(luò)層阻止傳入流量：

阻止新請(qǐng)求：一旦啟動(dòng)關(guān)閉流程，Tomcat 將在網(wǎng)絡(luò)層拒絕新的請(qǐng)求連接。
完成現(xiàn)有請(qǐng)求：Tomcat 會(huì)確保已有請(qǐng)求在指定的寬限期內(nèi)完成。如果請(qǐng)求未完成且寬限期到達(dá)，將強(qiáng)制終止。

注意：若某些請(qǐng)求未在寬限期內(nèi)完成，則這些請(qǐng)求將被中斷。

3.2 Reactor Netty 優(yōu)雅停機(jī)

Reactor Netty 是 Spring WebFlux 默認(rèn)使用的非阻塞式 Web 服務(wù)器，適合響應(yīng)式編程。Reactor Netty 的優(yōu)雅停機(jī)實(shí)現(xiàn)方式如下：

網(wǎng)絡(luò)層停止：當(dāng)關(guān)閉信號(hào)到達(dá)，Reactor Netty 將停止接受新請(qǐng)求連接，并釋放相關(guān)資源。
等待寬限期：當(dāng)前所有活動(dòng)請(qǐng)求在寬限期內(nèi)繼續(xù)處理；在寬限期結(jié)束后，未完成的請(qǐng)求將被強(qiáng)制中止。

Reactor Netty 在優(yōu)雅停機(jī)期間通過(guò)停止接受新的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫停機(jī)。其無(wú)阻塞模型讓服務(wù)在短時(shí)間內(nèi)完成停機(jī)。

4. 優(yōu)雅停機(jī)的流程

在 Tomcat 和 Reactor Netty 上的優(yōu)雅停機(jī)流程類(lèi)似，大致包含以下幾個(gè)步驟：

標(biāo)記服務(wù)不可用：停止接收新的請(qǐng)求，通常是通過(guò)在負(fù)載均衡器中剔除該服務(wù)或在網(wǎng)絡(luò)層阻斷連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。
設(shè)置寬限期：當(dāng)前請(qǐng)求允許在寬限期內(nèi)繼續(xù)處理。
關(guān)閉活動(dòng)連接：寬限期結(jié)束后，所有未完成的請(qǐng)求會(huì)被中止，資源釋放。

Spring Boot 3 的 SmartLifecycle 和 ApplicationContext 控制器在關(guān)閉階段對(duì)生命周期進(jìn)行管理，保證所有組件按照順序優(yōu)雅停止。

5. 實(shí)現(xiàn)優(yōu)雅停機(jī)的完整示例

我們可以創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的 Spring Boot 3 應(yīng)用來(lái)展示優(yōu)雅停機(jī)配置。

5.1 代碼示例

在 application.yml 中啟用優(yōu)雅停機(jī)并設(shè)置寬限期為 30 秒：

server:
  shutdown: "graceful" # 開(kāi)啟優(yōu)雅停機(jī)
spring:
  lifecycle:
    timeout-per-shutdown-phase: "30s"  # 停機(jī)的寬限期，默認(rèn)為 30 秒

創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的 REST 控制器，模擬一個(gè)處理時(shí)間較長(zhǎng)的請(qǐng)求：

@RestController
@RequestMapping("/api")
public class DemoController {

    @GetMapping("/long-running")
    public String longRunningTask() throws InterruptedException {
        System.out.println("開(kāi)始執(zhí)行耗時(shí)任務(wù)...");
        Thread.sleep(20000); // 模擬耗時(shí)任務(wù)
        return "任務(wù)完成";
    }
}

此控制器會(huì)等待 20 秒后返回結(jié)果。通過(guò)優(yōu)雅停機(jī)機(jī)制，即使應(yīng)用關(guān)閉，也會(huì)允許該任務(wù)在 30 秒寬限期內(nèi)完成。

啟動(dòng)類(lèi)里添加一段代碼方便打印服務(wù)何時(shí)停止運(yùn)行：

    @PreDestroy
    public void destroy() {
        System.out.println("Application is destroyed");
    }

5.2 IDEA 停止服務(wù)

由于 IDEA 運(yùn)行的服務(wù)點(diǎn)擊紅點(diǎn)結(jié)束，會(huì)直接停止程序，無(wú)法模擬停機(jī)，Linux 上通過(guò) java -jar 運(yùn)行的程序沒(méi)有這種煩惱，所有此處引入 actuator 的功能，它可以執(zhí)行 shutdown。

		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
		</dependency>

增加如下 actuator 配置：

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: '*'
  endpoint:
    shutdown:
      enabled: true # 開(kāi)放停機(jī)端口

調(diào)用 curl -X POST http://localhost:8080/actuator/shutdown，即可停止服務(wù)：

5.3 測(cè)試優(yōu)雅停機(jī)

啟動(dòng)應(yīng)用并訪問(wèn) http://localhost:8080/api/long-running，然后調(diào)用 http://localhost:8080/actuator/shutdown 停止服務(wù)。

請(qǐng)求在寬限期內(nèi)返回 任務(wù)完成。

修改超期時(shí)間為 10s，超過(guò)寬限期后，請(qǐng)求被中止。

6. 負(fù)載均衡器中的停機(jī)策略

在實(shí)際應(yīng)用中，負(fù)載均衡器（如 Nginx、Kubernetes）也可以在服務(wù)停機(jī)時(shí)配合優(yōu)雅停機(jī)流程，通過(guò)從負(fù)載均衡池中剔除當(dāng)前實(shí)例來(lái)防止新流量進(jìn)入。這樣可以確保所有請(qǐng)求被其他實(shí)例接管，而當(dāng)前實(shí)例只處理已有請(qǐng)求，直至完成后停機(jī)。

7. 優(yōu)雅停機(jī)的注意事項(xiàng)

寬限期配置：設(shè)置合理的寬限期，確保長(zhǎng)時(shí)間請(qǐng)求可以完成。
負(fù)載均衡器協(xié)作：在生產(chǎn)環(huán)境中建議與負(fù)載均衡器配合，實(shí)現(xiàn)完整的優(yōu)雅停機(jī)流程。
避免頻繁停機(jī)：頻繁停機(jī)會(huì)中斷長(zhǎng)時(shí)間任務(wù)，應(yīng)避免在高負(fù)載時(shí)頻繁重啟應(yīng)用。

8. 總結(jié)

在 Spring Boot 3 中，通過(guò)簡(jiǎn)單配置即可實(shí)現(xiàn)優(yōu)雅停機(jī)，確保服務(wù)在關(guān)閉時(shí)能夠完整處理當(dāng)前請(qǐng)求，減少對(duì)用戶(hù)體驗(yàn)的影響。在 Tomcat 和 Reactor Netty 上實(shí)現(xiàn)的優(yōu)雅停機(jī)過(guò)程相似，都采用了在網(wǎng)絡(luò)層阻止新請(qǐng)求和在應(yīng)用層設(shè)置寬限期的方式。優(yōu)雅停機(jī)機(jī)制在高并發(fā)服務(wù)中顯得尤為重要，是微服務(wù)架構(gòu)中保持穩(wěn)定性和一致性的關(guān)鍵。

以上就是SpringBoot3實(shí)現(xiàn)優(yōu)雅停機(jī)的完整流程的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于SpringBoot3優(yōu)雅停機(jī)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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