微服務(wù)和云原生時代，應(yīng)用的平滑啟停是保障系統(tǒng)高可用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。Spring Boot 在 2.3 版本引入了對內(nèi)嵌 Web 容器優(yōu)雅停機的原生支持，改變此前需要手動編碼實現(xiàn)局面。

一、什么是“優(yōu)雅停機”？

優(yōu)雅停機（Graceful Shutdown） 是指在應(yīng)用停止過程中：

1. 立即停止接收新請求；
2. 允許已進入的請求繼續(xù)處理完成；
3. 安全釋放資源（數(shù)據(jù)庫連接、線程池、緩存等）；
4. 避免客戶端收到 5xx 錯誤或連接中斷。

若未實現(xiàn)優(yōu)雅停機，在滾動更新、縮容或重啟時，極易出現(xiàn)如下典型異常：

ERROR ... - Error creating bean with name 'orderController': 
Singleton bean creation not allowed while singletons of this factory are in destruction
org.springframework.beans.factory.BeanCreationNotAllowedException: ...

異常表明：Spring 容器正在銷毀，但仍有請求試圖獲取 Controller Bean —— 這正是停機流程設(shè)計不當?shù)闹苯芋w現(xiàn)。

二、核心組件與層級關(guān)系

要理解停機流程，需先厘清以下組件的包含關(guān)系：

JVM
 └── 內(nèi)嵌 Web 容器（如 Tomcat）
      └── Servlet 容器（StandardContext）
           └── DispatcherServlet（Spring MVC 入口）
                └── Spring ApplicationContext（IoC 容器）
                     └── 所有 Spring Bean（@Controller, @Service 等）

• Web 容器（Tomcat/Jetty/Undertow）：負責(zé)網(wǎng)絡(luò)連接與線程調(diào)度。
• Servlet 容器：管理 Servlet、Filter 生命周期。
• Spring 容器：即 ApplicationContext，管理 Bean 的創(chuàng)建與銷毀。
• Spring Boot：不是容器，而是自動集成 Web 容器 + Spring 容器的啟動框架。

?? 關(guān)鍵點：Spring 容器運行在 Web 容器內(nèi)部。停機時，必須協(xié)調(diào)二者關(guān)閉順序，否則就會出現(xiàn)“Web 容器還在處理請求，但 Spring 容器已拒絕服務(wù)”的競態(tài)條件。

三、Spring Boot < 2.3：手動實現(xiàn)的“偽優(yōu)雅”

在2.3之前，Spring Boot 沒有內(nèi)置優(yōu)雅停機能力。默認行為是：

1. 收到 SIGTERM（如 kill -15）；
2. 立即關(guān)閉 Spring 容器 → 設(shè)置 singletonsCurrentlyInDestruction = true；
3. Web 容器仍在運行，繼續(xù) accept 新連接并分配線程；
4. 若此時有請求進入，DispatcherServlet 嘗試通過 getBean("orderController") 獲取 Controller；
5. 因 Spring 容器已標記為“銷毀中”，拋出 BeanCreationNotAllowedException。

? 問題本質(zhì)：關(guān)閉順序錯誤

先關(guān) Spring，再關(guān) Web 容器 → 存在危險時間窗口。

??? 開發(fā)者workaround

需手動實現(xiàn)以下邏輯：

@Component
public class GracefulShutdown implements TomcatConnectorCustomizer, 
                                      ApplicationListener<ContextClosedEvent> {
    private volatile Connector connector;
    @Override
    public void customize(Connector connector) {
        this.connector = connector;
    }
    @Override
    public void onApplicationEvent(ContextClosedEvent event) {
        connector.pause(); // 停止接收新請求
        Executor executor = connector.getProtocolHandler().getExecutor();
        if (executor instanceof ThreadPoolExecutor) {
            try {
                ((ThreadPoolExecutor) executor).shutdown();
                ((ThreadPoolExecutor) executor).awaitTermination(30, TimeUnit.SECONDS);
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
    }
}

同時需注冊到 Tomcat：

@Bean
public ServletWebServerFactory servletContainer() {
    TomcatServletWebServerFactory tomcat = new TomcatServletWebServerFactory();
    tomcat.addConnectorCustomizers(gracefulShutdown());
    return tomcat;
}

?? 即便如此，仍無法完美處理 HTTP/1.1 keep-alive 連接復(fù)用帶來的新請求。

四、Spring Boot ≥ 2.3：原生優(yōu)雅停機

Spring Boot 2.3 引入了 標準化的優(yōu)雅停機機制，通過兩行配置即可啟用：

server:
  shutdown: graceful          # 啟用優(yōu)雅停機
spring:
  lifecycle:
    timeout-per-shutdown-phase: 30s  # 等待超時時間

? 核心思想：反轉(zhuǎn)關(guān)閉順序 + 流量控制前置

停機流程變?yōu)椋?/p>

1. Web 容器立即 pause：停止 accept 新連接（Tomcat 調(diào)用 connector.pause()）；
2. 等待已進入的請求完成：最多等待 timeout-per-shutdown-phase 時間；
3. 確認無活躍請求后，關(guān)閉 Spring 容器：銷毀所有 Bean；
4. 徹底停止 Web 容器線程池。

?? 底層原理

1.SmartLifecycle控制關(guān)閉階段

Spring Boot 注冊了 WebServerGracefulShutdownLifecycle，它實現(xiàn) SmartLifecycle 接口，并設(shè)置：

@Override
public int getPhase() {
    return Integer.MAX_VALUE; // 最后啟動，最先停止
}

確保其 stop() 方法在普通 Bean 銷毀之前執(zhí)行。

2.WebServer 接口標準化

不同內(nèi)嵌服務(wù)器實現(xiàn)統(tǒng)一的 GracefulShutdown 行為：

• Tomcat：pause() + 等待線程池
• Jetty：停止 acceptor 線程
• Undertow：返回 503 給新請求
• Reactor Netty：發(fā)送 GOAWAY（HTTP/2）

3.與 Spring 生命周期深度集成

通過 LifecycleProcessor 協(xié)調(diào)所有 SmartLifecycle Bean 的關(guān)閉順序，確保 Web 容器優(yōu)雅關(guān)閉完成之后，才觸發(fā) ApplicationContext.close()。

五、2.3 前后對比總表

六、生產(chǎn)環(huán)境最佳實踐

1.啟用優(yōu)雅停機（2.3+）

server:
  shutdown: graceful
spring:
  lifecycle:
    timeout-per-shutdown-phase: 45s  # > 業(yè)務(wù)最大請求耗時

2.Kubernetes 部署配合 preStop

spec:
  containers:
    - name: app
      lifecycle:
        preStop:
          exec:
            command: ["sleep", "15"]  # 給 LB 時間摘除節(jié)點
      terminationGracePeriodSeconds: 60

3.Windows 服務(wù)需走 Actuator

management:
  endpoint:
    shutdown:
      enabled: true
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: "shutdown"

并通過外部命令觸發(fā)：

curl -X POST http://localhost:8080/actuator/shutdown

4.監(jiān)控與告警

• 監(jiān)控停機期間的 5xx 錯誤率；
• 若仍有 BeanCreationNotAllowedException，檢查：
  • 超時時間是否足夠；
  • LB 摘除延遲；
  • 是否存在長輪詢/WebSocket 未處理。

?? 一句話建議：
只要你的Spring Boot 版本 ≥ 2.3，務(wù)必啟用 server.shutdown=graceful，并配合基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)流量摘除。這能顯著提升系統(tǒng)在滾動更新、彈性伸縮場景下的穩(wěn)定性與用戶體驗。

到此這篇關(guān)于SpringBoot 優(yōu)雅停機實現(xiàn)原理與最佳實踐指南的文章就介紹到這了,更多相關(guān)SpringBoot 優(yōu)雅停機內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評論