面試官: 什么是 Hook (鉤子) 線程以及應用場景?

一、Hook 線程介紹

通常情況下，我們可以向應用程序注入一個或多個 Hook (鉤子) 線程，這樣，在程序即將退出的時候，也就是 JVM 程序即將退出的時候，Hook 線程就會被啟動執行。

先看一段示例代碼：

①：為應用程序注入一個鉤子（Hook）線程，線程中，打印了相關日志，包括正在運行以及退出的日志；
②：再次注入一個同樣邏輯的鉤子（Hook）線程；
③：主線程執行結束，打印日志；

運行這段代碼，來驗證一下：

從打印日志看到，當主線程執行結束，也就是 JVM 進程即將退出的時候，注入的兩個 Hook 線程都被啟動并打印相關日志。

二、Hook 線程的應用場景&注意事項

2.1 應用場景

上面我們已經知道了， Hook 線程能夠在 JVM 程序退出的時候被啟動且執行，那么，我們能夠通過這種特性，做點什么呢？

羅列一些常見應用場景：

防止程序重復執行，具體實現可以在程序啟動時，校驗是否已經生成 lock 文件，如果已經生成，則退出程序，如果未生成，則生成 lock 文件，程序正常執行，最后再注入 Hook 線程，這樣在 JVM 退出的時候，線程中再將 lock 文件刪除掉；

PS: 這種防止程序重復執行的策略，也被應用于 Mysql 服務器，zookeeper, kafka 等系統中。

Hook 線程中也可以執行一些資源釋放的操作，比如關閉數據庫連接，Socket 連接等。

2.2 注意事項

• Hook 線程只有在正確接收到退出信號時，才能被正確執行，如果你是通過 kill -9這種方式，強制殺死的進程，那么抱歉，進程是不會去執行 Hook 線程的，為什么呢？你想啊，它自己都被強制干掉了，哪里還管的上別人呢？
• 請不要在 Hook 線程中執行一些耗時的操作，這樣會導致程序長時間不能退出。

三、Hook 線程防應用重啟實戰

針對上面防應用重啟的場景，利用 Hook 線程，我們來實戰一下，貼上代碼：

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * @author 小澤java
 * @date 2019/4/15
 * @time 下午3:56
 * @discription
 **/
public class PreventDuplicated {
 /** .lock 文件存放路徑 */
 private static final String LOCK_FILE_PATH = "./";

 /** .lock 文件名稱 */
 private static final String LOCK_FILE_NAME = ".lock";
 public static void main(String[] args) {
 // 校驗 .lock 文件是否已經存在
 checkLockFile();
 // 注入 Hook 線程
 addShutdownHook();
 // 模擬程序一直運行
 for (;;) {
 try {
 TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
 System.out.println("The program is running ...");
 } catch (InterruptedException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
 }
 /**
 * 注入 Hook 線程
 */
 private static void addShutdownHook() {
 Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
 // 接受到了退出信號
 System.out.println("The program received kill signal.");
 // 刪除 .lock 文件
 deleteLockFile();
 }));
 }
 /**
 * 校驗 .lock 文件是否已經存在
 */
 private static void checkLockFile() {
 if (isLockFileExisted()) {
 // .lock 文件已存在, 拋出異常, 退出程序
 throw new RuntimeException("The program already running.");
 }
 // 不存在，則創建 .lock 文件
 createLockFile();
 }
 /**
 * 創建 .lock 文件
 */
 private static void createLockFile() {
 File file = new File(LOCK_FILE_PATH + LOCK_FILE_NAME);
 try {
 file.createNewFile();
 } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
 /**
 * .lock 文件 是否存在
 * @return
 */
 private static boolean isLockFileExisted() {
 File file = new File(LOCK_FILE_PATH + LOCK_FILE_NAME);
 return file.exists();
 }
 /**
 * 刪除 .lock 文件
 */
 private static void deleteLockFile() {
 File file = new File(LOCK_FILE_PATH + LOCK_FILE_NAME);
 file.delete();
 }
}
</pre>

運行程序，控制臺輸出如下：

程序一直運行中，再來看下 .lock 文件是否生成：

文件生成成功，接下來，我們再次運行程序，看看是否能夠重復啟動：

可以看到，無法重復運行程序，且拋出了 The program already running. 的運行時異常。接下來，通過 kill pid 或者 kill -l pid 命令來結束進程：

程序在即將退出的時候，啟動了 Hook 線程，在看下 .lock 文件是否已被刪除：

到此，Hook 線程代碼實戰部分結束了。