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Linux命令 kill -9 的原理讲解

developer 2021年04月02日 编程语言 182 0

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和终止信号: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 -9 和 kill -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。

和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。

public class ShutdownHookTest {
    
 
 
    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:

➜ jps 
 
6520 ShutdownHookTest 
 
6521 Jps 
 
➜ kill 6520 

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:

kill -9 6520 

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。

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