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墨滴

Vernon

2021/03/28  阅读:25  主题:默认主题

Linux命令 kill -9 的原理

背景

相信很多程序员对于 Linux 系统都不陌生,即使自己的日常开发机器不是 Linux,那么线上服务器也大部分都是的,所以,掌握常用的 Linux 命令也是程序员必备的技能。

但是,怕就怕很多人对于部分命令只是一知半解,使用不当就能导致线上故障。

前段时间,我们的线上应用报警,频繁 FGC,需要紧急处理问题,于是有同事去线上重启机器(正常程序应该是先采集堆 dump,然后再重启,方便排查是否存在内存泄露等问题)。

但是在重启过程中,同事发现正常的重启命令应用无反应,然后尝试使用 kill 命令 "杀" 掉 Java 进程,但是仍然无效。于是他私自决定使用 "kill -9" 结束了进程的生命。

虽然应用进程被干掉了,但是随之而来带来了很多问题,首先是上游系统突然发生大量报警,对应开发找过来说调用我们的 RPC 服务无响应,频繁超时。

后来,我们又发现系统中存在部分脏数据,有些在同一个事务中需要完整更新的数据,只更新了一半…

为什么正常的 kill 无法 "杀掉" 进程,而 kill -9 就可以?为什么 kill -9 会引发这一连串连锁反应?正常的 kill 执行时,JVM 会如何处理的呢?

要搞清楚这些问题,我们要先从 kill 命令说起。

kill 命令

我们都知道,想要在 Linux 中终止一个进程有两种方式,如果是前台进程可以使用 Ctrl+C 键进行终止;如果是后台进程,那么需要使用 kill 命令来终止。(其实 Ctrl+C 也是 kill 命令)

kill 命令的格式是:

kill [参数] [进程号]
如:
kill 90124
kill -9  90124

其中 [参数] 是可选的,进程号可以通过 jps/ps/pidof/pstree/top 等工具获取。

kill 的命令参数有以下几种:

-l 信号,若果不加信号的编号参数,则使用“-l”参数会列出全部的信号名称

-a 当处理当前进程时,不限制命令名和进程号的对应关系

-p 指定kill 命令只打印相关进程的进程号,而不发送任何信号

-s 指定发送信号

-u 指定用户

通常情况下,我们使用的 - l(信号) 的时候比较多,如我们前文提到的 kill -9 中的 9 就是信号。

信号如果没有指定的话,默认会发出终止信号 (15)。常用的信号如下:

HUP 1 终端断线

INT 2 中断(同 Ctrl + C)

QUIT 3 退出(同 Ctrl + \)

TERM 15 终止

KILL 9 强制终止

CONT 18 继续(与STOP相反, fg/bg命令)

STOP 19 暂停(同 Ctrl + Z)

比较常用的就是强制终止信号:9终止信号:15,另外,中断信号:2 其实就是我们前文提到的 Ctrl + C 结束前台进程。

那么,kill -9kill -15 到底有什么区别呢?该如何选择呢?

kill -9 和 kill -15 的区别

kill 命令默认的信号就是 15,首先来说一下这个默认的 kill -15 信号。

当使用 kill -15 时,系统会发送一个 SIGTERM 的信号给对应的程序。当程序接收到该信号后,具体要如何处理是自己可以决定的。

这时候,应用程序可以选择:

  • 1、立即停止程序
  • 2、释放响应资源后停止程序
  • 3、忽略该信号,继续执行程序

因为 kill -15 信号只是通知对应的进程要进行 "安全、干净的退出",程序接到信号之后,退出前一般会进行一些 "准备工作",如资源释放、临时文件清理等等,如果准备工作做完了,再进行程序的终止。

但是,如果在 "准备工作" 进行过程中,遇到阻塞或者其他问题导致无法成功,那么应用程序可以选择忽略该终止信号。

这也就是为什么我们有的时候使用 kill 命令是没办法 "杀死" 应用的原因,因为默认的 kill 信号是 SIGTERM(15),而 SIGTERM(15)的信号是可以被阻塞和忽略的。

kill -15 相比,kill -9 就相对强硬一点,系统会发出 SIGKILL 信号,他要求接收到该信号的程序应该立即结束运行,不能被阻塞或者忽略。

所以,相比于 kill -15 命令,kill -9 在执行时,应用程序是没有时间进行 "准备工作" 的,所以这通常会带来一些副作用,数据丢失或者终端无法恢复到正常状态等。

Java 是如何处理 SIGTERM(15)

我们都知道,在 Linux 中,Java 应用是作为一个独立进程运行的,Java 程序的终止运行是基于 JVM 的关闭实现的,JVM 关闭方式分为 3 种:

  • 正常关闭:当最后一个非守护线程结束或者调用了 System.exit 或者通过其他特定平台的方法关闭(接收到 SIGINT(2)SIGTERM(15)信号等)
  • 强制关闭:通过调用 Runtime.halt 方法或者是在操作系统中强制 kill(接收到 SIGKILL(9)信号)
  • 异常关闭:运行中遇到 RuntimeException 异常等

JVM 进程在接收到 kill -15 信号通知的时候,是可以做一些清理动作的,比如删除临时文件等。

当然,开发者也是可以自定义做一些额外的事情的,比如让 tomcat 容器停止,让 dubbo 服务下线等。

而这种自定义 JVM 清理动作的方式,是通过 JDK 中提供的 shutdown hook 实现的。JDK 提供了 Java.Runtime.addShutdownHook(Thread hook) 方法,可以注册一个 JVM 关闭的钩子。

package com.cyblogs.thread;

/**
 * Created with leetcode-cn
 *
 * @description:
 * @author: chenyuan
 * @date: 2021/3/28
 * @time: 20:34
 */

public class ShutdownHookCase {
    public static void main(String[] args) {

        boolean flag = true;

        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
            System.out.println("hook execute...");
        }));

        while (flag) {
            // app is runing
        }
        System.out.println("main thread execute end...");
    }
}

执行命令:

http://static.cyblogs.com/Jietu20210328-204711.jpg
http://static.cyblogs.com/Jietu20210328-204711.jpg

控制台输出内容:

hook execute...
Process finished with exit code 143 (interrupted by signal 15: SIGTERM)

可以看到,当我们使用 kill(默认 kill -15)关闭进程的时候,程序会先执行我注册的 shutdownHook,然后再退出,并且会给出一个提示:interrupted by signal 15: SIGTERM

如果我们执行命令 kill -9

http://static.cyblogs.com/Jietu20210328-204851.jpg
http://static.cyblogs.com/Jietu20210328-204851.jpg

控制台输出内容:

Process finished with exit code 137 (interrupted by signal 9: SIGKILL)

可以看到,当我们使用 kill -9 强制关闭进程的时候,程序并没有执行 shutdownHook,而是直接退出了,并且会给出一个提示:interrupted by signal 9: SIGKILL

总结

kill 命令用于终止 Linux 进程,默认情况下,如果不指定信号,kill 等价于 kill -15

kill -15 执行时,系统向对应的程序发送 SIGTERM(15)信号,该信号是可以被执行、阻塞和忽略的,所以应用程序接收到信号后,可以做一些准备工作,再进行程序终止。

有的时候,kill -15 无法终止程序,因为他可能被忽略,这时候可以使用 kill -9,系统会发出 SIGKILL(9)信号,该信号不允许忽略和阻塞,所以应用程序会立即终止。

这也会带来很多副作用,如数据丢失等,所以,在非必要时,不要使用 kill -9 命令,尤其是那些 web 应用、提供 RPC 服务、执行定时任务、包含长事务等应用中,因为 kill -9 没给 spring 容器、tomcat 服务器、dubbo 服务、流程引擎、状态机等足够的时间进行收尾。

参考地址

  • https://blog.csdn.net/windforce828/article/details/106119445

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