從JDK源碼看System.exit

時間 2019-11-30

標籤 jdk 源碼 system.exit system exit 欄目 Java 简体版

原文原文鏈接

前言

在編寫的Java程序中有時會遇到用 System.exit 來關閉JVM，其中調用 exit 方法時會包含一個狀態參數n，即System.exit(n)。這實際上是一個約定值，若是爲0則表示正常關閉，而非0則表示非正常關閉。這裏咱們從JDK源碼看下不一樣狀態都是怎麼處理的。html

System與Runtime

先看System類的exit方法以下，能夠看到它是間接調用了Runtime對象的exit方法。java

public static void exit(int status) {
    Runtime.getRuntime().exit(status);
}複製代碼

而Runtime的exit方法以下，先使用SecurityManager檢查是否有關閉JVM的權限，容許執行則調用Shutdown的exit方法。bash

public void exit(int status) {
    SecurityManager security = System.getSecurityManager();
    if (security != null) {
        security.checkExit(status);
    }
    Shutdown.exit(status);
}複製代碼

Shutdown

進入到Shutdown類的exit方法，Java層面還有本身的狀態state，它可能值爲RUNNING、HOOKS和FINALIZERS，能夠看到裏面的主要邏輯是：併發

無論什麼狀態下，status爲非0時不執行任何Finalizer。
在RUNNING狀態下，狀態轉成HOOKS，而後先執行sequence方法，再執行halt方法中止JVM。

在FINALIZERS狀態下，status爲非0時直接就調用halt方法中止JVM了，而status爲0時還須要執行全部的finalizer，以後才調用halt方法中止JVM。

static void exit(int status) {
     boolean runMoreFinalizers = false;
     synchronized (lock) {
         if (status != 0) runFinalizersOnExit = false;
         switch (state) {
         case RUNNING:       
             state = HOOKS;
             break;
         case HOOKS:         
             break;
         case FINALIZERS:
             if (status != 0) {
                 halt(status);
             } else {
                 runMoreFinalizers = runFinalizersOnExit;
             }
             break;
         }
     }
     if (runMoreFinalizers) {
         runAllFinalizers();
         halt(status);
     }
     synchronized (Shutdown.class) {
         sequence();
         halt(status);
     }
 }複製代碼

sequence方法主要是控制鉤子和Finalizer執行的順序，判斷狀態不爲HOOKS則直接返回，而後執行全部的鉤子，把state改成FINALIZERS，最後執行全部finalizer。

private static void sequence() {
     synchronized (lock) {
         if (state != HOOKS) return;
     }
     runHooks();
     boolean rfoe;
     synchronized (lock) {
         state = FINALIZERS;
         rfoe = runFinalizersOnExit;
     }
     if (rfoe) runAllFinalizers();
 }複製代碼

halt方法

執行JVM是經過halt方法實現，這時System.exit(n)的狀態n繼續往下傳遞，最終是調用了一個本地的halt0方法。jvm

static void halt(int status) {
    synchronized (haltLock) {
        halt0(status);
    }
}

static native void halt0(int status);複製代碼

對應的本地方法以下，主要是調用了JVM_Halt函數，函數

JNIEXPORT void JNICALL
Java_java_lang_Shutdown_halt0(JNIEnv *env, jclass ignored, jint code)
{
    JVM_Halt(code);
}複製代碼

繼續往下，JVM_Halt函數主要包含了before_exit函數和vm_exit函數，before_exit函數主要作退出前的一些工做，它只會被執行一次，在多個線程狀況下只有獲取鎖的才能執行，其餘線程都必須等。優化

JVM_ENTRY_NO_ENV(void, JVM_Halt(jint code))
  before_exit(thread);
  vm_exit(code);
JVM_END複製代碼

而vm_exit函數以下，這裏code仍然是Java調用System.exit(n)時傳遞來的，最主要的是vm_direct_exit函數，它先向jvm發出關閉通知，而後再調用exit函數退出，狀態值繼續往下傳，這時的狀態值已經傳遞到操做系統的API。ui

void vm_exit(int code) {
  Thread* thread = ThreadLocalStorage::is_initialized() ?
    ThreadLocalStorage::get_thread_slow() : NULL;
  if (thread == NULL) {
    vm_direct_exit(code);
  }

  if (VMThread::vm_thread() != NULL) {
    VM_Exit op(code);
    if (thread->is_Java_thread())
      ((JavaThread*)thread)->set_thread_state(_thread_in_vm);
    VMThread::execute(&op); VM Thread.
    vm_direct_exit(code);
  } else {
    vm_direct_exit(code);
  }
  ShouldNotReachHere();
}複製代碼

void vm_direct_exit(int code) {
  notify_vm_shutdown();
  os::wait_for_keypress_at_exit();
  ::exit(code);
}複製代碼

總結

Java的System.exit(n)的狀態碼最終是傳遞到操做系統的API，因此它的含義與操做系統API的含義相關，固然這個過程Java還會有本身的一些機制工做須要處理。能夠說目前大多數平臺均可以在 main 函數中直接 return退出程序，但某些平臺下不能這樣處理，因此爲了兼容須要使用 exit() 來退出。spa

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