一次 JVM 進程退出的緣由分析

時間 2020-07-09

標籤一次 jvm 進程退出緣由分析欄目 Java 简体版

原文原文鏈接

最近咱們在測試把 APM 平臺遷移到 ES APM，有同窗反饋了一個有意思的現象，部署在 docker 中 jar 包項目，在新版 APM 裏進程啓動完就退出了，被 k8s 中無限重啓。html

這篇文章寫了一下排查的思路，主要包含了下面這些內容。java

一個 JVM 進程何時會退出
守護線程、非守護線程
從源碼角度看 JVM 退出的過程

APM 底層就是使用一個 javaagent 的 jar 包來作字節碼改寫，那爲何二者會有這麼大的差別呢？我一開始想固然認爲是新版的 ES APM 代碼有毒，致使服務起不來。後面我在本地非 docker 環境中跑了一次，發現沒有任何問題，暫時排除了新版 APM 的問題。接下來看看代碼是怎麼寫的。linux

@SpringBootApplication(scanBasePackages = ["com.masaike.**"])
open class MyRpcServerApplication

fun main(args: Array<String>) {
    runApplication<MyRpcServerApplication>(*args)
    logger.info("#### ClassRpcServerApplication start success")
    System.`in`.read()
}
複製代碼

在以前的文章《關於 /dev/null 差點直播吃鞋的一個小問題》中，咱們分析過容器中的 stdin 指向 /dev/null。/dev/null 是一個特殊的設備文件，全部接收到的數據都會被丟棄。有人把 /dev/null 比喻爲「黑洞」，從 /dev/null 讀數據會當即返回 EOF， System.in.read() 調用會直接退出。這篇文章的連接在這裏：mp.weixin.qq.com/s/lYajWCb-o…docker

因此執行 main 函數之後，main 線程就退出了，新舊 APM 都同樣。接下來就是要弄清楚一個常見的問題：一個 JVM 進程何時會退出。bash

JVM 進程何時會退出

關於這個問題，Java 語言規範《12.8. Program Exit》小節裏有寫，連接在這裏：docs.oracle.com/javase/spec… ，我把內容貼在了下面。併發

A program terminates all its activity and exits when one of two things happens:oracle

All the threads that are not daemon threads terminate.
Some thread invokes the exit method of class Runtime or class System, and the exit operation is not forbidden by the security manager.

翻譯過來也就是致使 JVM 的退出只有下面這 2 種狀況：app

全部的非 daemon 進程退出
某個線程調用了 System.exit( ) 或 Runtime.exit() 顯式退出進程

第二種狀況固然不符合咱們的狀況，那嫌疑就放在了第一個上面，也就是換了新版本的 APM 之後，沒有非守護進程在運行，因此 main 線程一退出，整個 JVM 進程就退出了。ide

接下來咱們來驗證這個想法，方法就是使用 jstack，爲了避免讓接入了新版 APM 的 JVM 退出，先手動加上一個長 sleep。從新打包編譯運行鏡像，使用 jstack dump 出線程堆棧，能夠直接閱讀，或者使用「你假笨大神 PerfMa」公司的線程分析 XSheepdog 工具來分析。函數

能夠看到，新版 APM 裏，只有一個阻塞在 sleep 上的 main 線程是非守護線程，若是這個線程也退出了，那就是全部的非守護線程都退出了。這裏的 main 沒有退出仍是後來加了 sleep 致使的。

接下來對比一下舊版 APM，XSheepdog 分析結果以下所示。

能夠看到舊版 APM 裏有 5 個非守護線程，其中 4 個非守護線程正是舊版 APM 內部的常駐線程。

到這裏，緣由就比較清楚了，在 docker 環境中 System.in.read() 調用不會阻塞，會當即退出，main 線程會結束。在舊版裏，由於有常駐的非守護的 APM 處理線程在運行，全部整個 JVM 進程不會退出。在新版裏，由於沒有這些常駐的非守護線程，main 線程退出之後，就不存在非守護線程了，整個 JVM 就退出了。

源碼分析

接下的源碼分析如下面這段 Java 代碼爲例，

public class MyMain {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("in main");
    }
}
複製代碼

接下來咱們來調試源碼看看，JVM 運行之後會進入 java.c 的 JavaMain 方法，

int JNICALL JavaMain(void * _args) {
    // ...
    /* Initialize the virtual machine */
    InitializeJVM();

    // 獲取 public static void main(String[] args) 方法
    mainID = (*env)->GetStaticMethodID(env, mainClass, "main",
                                       "([Ljava/lang/String;)V");
    // 調用 main 方法
    (*env)->CallStaticVoidMethod(env, mainClass, mainID, mainArgs);
    // main 方法結束之後接下來調用下面的代碼
    LEAVE();
}
複製代碼

JavaMain 方法內部就是作了 JVM 的初始化，而後使用 JNI 調用了入口類的 public static void main(String[] args) 方法，若是 main 方法退出，則會調用後面的 LEAVE 方法。

#define LEAVE() \
    do { \
        if ((*vm)->DetachCurrentThread(vm) != JNI_OK) { \
            JLI_ReportErrorMessage(JVM_ERROR2); \
            ret = 1; \
        } \
        if (JNI_TRUE) { \
            (*vm)->DestroyJavaVM(vm); \
            return ret; \
        } \
    } while (JNI_FALSE)
複製代碼

LEAVE 方法調用了 DestroyJavaVM(vm); 來觸發 JVM 退出，這個退出固然是有條件的。destroy_vm 的源碼以下所示。

能夠看到，JVM 會一直等待 main 線程成爲最後一個要退出的非守護線程，不然也沒有退出的必要。這使用了一個 while 循環等待條件的發生。若是本身是最後一個，就能夠準備整個 JVM 的退出了。

也能夠把代碼稍做修改，新建一個常駐的非守護線程 t，隔 3s 輪詢 /tmp/test.txt 文件是否存在。main 線程在 JVM 啓動後立刻就退出了。

public class MyMain {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                File file = new File("/tmp/test.txt");
                while(true) {
                    if (file.exists()) {
                        break;
                    }
                    System.out.println("not exists");
                    try {
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }

            }
        });
        t.setDaemon(false);
        t.start();
        System.out.println("in main");
    }
}
複製代碼