淺談Java生命周期管理機(jī)制
先扯再說
最近一直在研究某個(gè)國(guó)產(chǎn)開源的MySQL數(shù)據(jù)庫中間件，拉下其最新版的代碼到eclipse后，啟動(dòng)起來，然后做各種測(cè)試和代碼追蹤；用完想要關(guān)閉它時(shí)，拉出它的STOP類想要運(yùn)行時(shí)，發(fā)現(xiàn)這個(gè)類里赫然只寫以下幾行代碼，于是我感覺瞬間受到了很多傷害。
public static void main(String[] args) {
System.out.println(new Date() + ",server shutdown!");
}
這個(gè)中間件啟動(dòng)和運(yùn)行的時(shí)候，開啟了監(jiān)聽，啟動(dòng)著許多線程在跑著，并且有許多socket連接。但是并沒有找到一個(gè)優(yōu)雅的方式將其關(guān)閉。于是無奈之下，我只能去點(diǎn)eclipse的心碎小紅點(diǎn)，強(qiáng)行停掉VM。
如果是一個(gè)架構(gòu)良好，模塊化清晰的軟件，特別是Server類的軟件，擁有一套生命周期管理機(jī)制是非常重要的。不僅可以管理各個(gè)模塊的生命周期，也可以在啟停整個(gè)軟件的時(shí)候更優(yōu)雅，不會(huì)漏掉任何資源。
生命周期機(jī)制簡(jiǎn)易實(shí)現(xiàn)
生命周期狀態(tài)
一個(gè)模塊的生命周期狀態(tài)一般有以下幾個(gè)：
新生 -> 初始化中 -> 初始化完成 -> 啟動(dòng)中 -> 啟動(dòng)完成 -> 正在暫停 -> 已經(jīng)暫停 -> 正在恢復(fù) -> 已經(jīng)恢復(fù) -> 正在銷毀 -> 已經(jīng)銷毀
其中，任何一個(gè)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)化如果失敗，那么就會(huì)進(jìn)入另外一種狀態(tài)：失敗。
為此，可以用一個(gè)枚舉類來枚舉出這幾個(gè)狀態(tài)，如下所示：
public enum LifecycleState {
NEW, //新生
INITIALIZING, INITIALIZED, //初始化
STARTING, STARTED, //啟動(dòng)
SUSPENDING, SUSPENDED, //暫停
RESUMING, RESUMED,//恢復(fù)
DESTROYING, DESTROYED,//銷毀
FAILED;//失敗
}
接口
生命周期中的各種行為規(guī)范，也需要一個(gè)接口來定義，如下所示:
public interface ILifecycle {
/**
* 初始化
*
* @throws LifecycleException
*/
public void init() throws LifecycleException;
/**
* 啟動(dòng)
*
* @throws LifecycleException
*/
public void start() throws LifecycleException;
/**
* 暫停
*
* @throws LifecycleException
*/
public void suspend() throws LifecycleException;
/**
* 恢復(fù)
*
* @throws LifecycleException
*/
public void resume() throws LifecycleException;
/**
* 銷毀
*
* @throws LifecycleException
*/
public void destroy() throws LifecycleException;
/**
* 添加生命周期監(jiān)聽器
*
* @param listener
*/
public void addLifecycleListener(ILifecycleListener listener);
/**
* 刪除生命周期監(jiān)聽器
*
* @param listener
*/
public void removeLifecycleListener(ILifecycleListener listener);
}
發(fā)生生命周期狀態(tài)轉(zhuǎn)化時(shí)，可能需要觸發(fā)對(duì)某類事件感興趣的監(jiān)聽者，因此ILifeCycle也定義了兩個(gè)方法可以添加和移除監(jiān)聽者。分別是：public void addLifecycleListener(ILifecycleListener listener);和 public void removeLifecycleListener(ILifecycleListener listener);
監(jiān)聽者也由一個(gè)接口來定義其行為規(guī)范，如下所示:
public interface ILifecycleListener {
/**
* 對(duì)生命周期事件進(jìn)行處理
*
* @param event 生命周期事件
*/
public void lifecycleEvent(LifecycleEvent event);
}
生命周期事件由LifecycleEvent來表示，如下所示:
public final class LifecycleEvent {
private LifecycleState state;
public LifecycleEvent(LifecycleState state) {
this.state = state;
}
/**
* @return the state
*/
public LifecycleState getState() {
return state;
}
}
骨架實(shí)現(xiàn)
有了ILifeCycle接口以后，任何實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口的類將會(huì)被作為一個(gè)生命周期管理對(duì)象，這個(gè)類可以是一個(gè)socket監(jiān)聽服務(wù)，也可以代表一個(gè)特定的模塊，等等。那我們是不是只要實(shí)現(xiàn)ILifeCycle就可以了? 可以這么說，但考慮到各個(gè)生命周期管理對(duì)象在生命周期的各個(gè)階段會(huì)有一些共同的行為，比如說：
設(shè)置自身的生命周期狀態(tài)
檢查狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是否符合邏輯
通知監(jiān)聽者生命周期狀態(tài)發(fā)生了變化
因此，提供一個(gè)抽象類AbstractLifeCycle，作為ILifeCycle的骨架實(shí)現(xiàn)是有重要意義的，這樣避免了很多的重復(fù)代碼，使得架構(gòu)更加清晰。這個(gè)抽象類會(huì)實(shí)現(xiàn)ILifeCycle中定義的所有接口方法，并添加對(duì)應(yīng)的抽象方法，供子類實(shí)現(xiàn)。AbstractLifeCycle可以這么實(shí)現(xiàn)：
public abstract class AbstractLifecycle implements ILifecycle {
private List<ILifecycleListener> listeners = new CopyOnWriteArrayList<ILifecycleListener>();
/**
* state 代表當(dāng)前生命周期狀態(tài)
*/
private LifecycleState state = LifecycleState.NEW;
/*
* @see ILifecycle#init()
*/
@Override
public final synchronized void init() throws LifecycleException {
if (state != LifecycleState.NEW) {
return;
}
setStateAndFireEvent(LifecycleState.INITIALIZING);
try {
init0();
} catch (Throwable t) {
setStateAndFireEvent(LifecycleState.FAILED);
if (t instanceof LifecycleException) {
throw (LifecycleException) t;
} else {
throw new LifecycleException(formatString(
"Failed to initialize {0}, Error Msg: {1}", toString(), t.getMessage()), t);
}
}
setStateAndFireEvent(LifecycleState.INITIALIZED);
}
protected abstract void init0() throws LifecycleException;
/*
* @see ILifecycle#start()
*/
@Override
public final synchronized void start() throws LifecycleException {
if (state == LifecycleState.NEW) {
init();
}
if (state != LifecycleState.INITIALIZED) {
return;
}
setStateAndFireEvent(LifecycleState.STARTING);
try {
start0();
} catch (Throwable t) {
setStateAndFireEvent(LifecycleState.FAILED);
if (t instanceof LifecycleException) {
throw (LifecycleException) t;
} else {
throw new LifecycleException(formatString("Failed to start {0}, Error Msg: {1}",
toString(), t.getMessage()), t);
}
}
setStateAndFireEvent(LifecycleState.STARTED);
}
protected abstract void start0() throws LifecycleException;
/*
* @see ILifecycle#suspend()
*/
@Override
public final synchronized void suspend() throws LifecycleException {
if (state == LifecycleState.SUSPENDING || state == LifecycleState.SUSPENDED) {
return;
}
if (state != LifecycleState.STARTED) {
return;
}
setStateAndFireEvent(LifecycleState.SUSPENDING);
try {
suspend0();
} catch (Throwable t) {
setStateAndFireEvent(LifecycleState.FAILED);
if (t instanceof LifecycleException) {
throw (LifecycleException) t;
} else {
throw new LifecycleException(formatString("Failed to suspend {0}, Error Msg: {1}",
toString(), t.getMessage()), t);
}
}
setStateAndFireEvent(LifecycleState.SUSPENDED);
}
protected abstract void suspend0() throws LifecycleException;
/*
* @see ILifecycle#resume()
*/
@Override
public final synchronized void resume() throws LifecycleException {
if (state != LifecycleState.SUSPENDED) {
return;
}
setStateAndFireEvent(LifecycleState.RESUMING);
try {
resume0();
} catch (Throwable t) {
setStateAndFireEvent(LifecycleState.FAILED);
if (t instanceof LifecycleException) {
throw (LifecycleException) t;
} else {
throw new LifecycleException(formatString("Failed to resume {0}, Error Msg: {1}",
toString(), t.getMessage()), t);
}
}
setStateAndFireEvent(LifecycleState.RESUMED);
}
protected abstract void resume0() throws LifecycleException;
/*
* @see ILifecycle#destroy()
*/
@Override
public final synchronized void destroy() throws LifecycleException {
if (state == LifecycleState.DESTROYING || state == LifecycleState.DESTROYED) {
return;
}
setStateAndFireEvent(LifecycleState.DESTROYING);
try {
destroy0();
} catch (Throwable t) {
setStateAndFireEvent(LifecycleState.FAILED);
if (t instanceof LifecycleException) {
throw (LifecycleException) t;
} else {
throw new LifecycleException(formatString("Failed to destroy {0}, Error Msg: {1}",
toString(), t.getMessage()), t);
}
}
setStateAndFireEvent(LifecycleState.DESTROYED);
}
protected abstract void destroy0() throws LifecycleException;
/*
* @see
* ILifecycle#addLifecycleListener(ILifecycleListener)
*/
@Override
public void addLifecycleListener(ILifecycleListener listener) {
listeners.add(listener);
}
/*
* @see
* ILifecycle#removeLifecycleListener(ILifecycleListener)
*/
@Override
public void removeLifecycleListener(ILifecycleListener listener) {
listeners.remove(listener);
}
private void fireLifecycleEvent(LifecycleEvent event) {
for (Iterator<ILifecycleListener> it = listeners.iterator(); it.hasNext();) {
ILifecycleListener listener = it.next();
listener.lifecycleEvent(event);
}
}
protected synchronized LifecycleState getState() {
return state;
}
private synchronized void setStateAndFireEvent(LifecycleState newState) throws LifecycleException {
state = newState;
fireLifecycleEvent(new LifecycleEvent(state));
}
private String formatString(String pattern, Object... arguments) {
return MessageFormat.format(pattern, arguments);
}
/*
* @see java.lang.Object#toString()
*/
@Override
public String toString() {
return getClass().getSimpleName();
}
}
可以看到，抽象類的骨架實(shí)現(xiàn)中做了幾件生命周期管理中通用的事情，檢查狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換是否合法(比如說start之前必須要init)，設(shè)置內(nèi)部狀態(tài)，以及觸發(fā)相應(yīng)的監(jiān)聽者。
抽象類實(shí)現(xiàn)了ILifeCycle定義的方法后，又留出了相應(yīng)的抽象方法供其子類實(shí)現(xiàn)，如上面的代碼所示，其留出來的抽象方法有以下這些:
protected abstract void init0() throws LifecycleException; protected abstract void start0() throws LifecycleException; protected abstract void suspend0() throws LifecycleException; protected abstract void resume0() throws LifecycleException; protected abstract void destroy0() throws LifecycleException;
優(yōu)雅的實(shí)現(xiàn)
到目前為止，我們已經(jīng)定義了接口ILifeCycle，以及其骨架實(shí)現(xiàn)AbstractLifeCycle，并且增加了監(jiān)聽者機(jī)制。貌似我們可以開始寫一個(gè)類來繼承AbstractLifecycle，并重寫其定義的抽象方法了，so far so good。
但在開始之前，我們還需要考慮另外幾個(gè)問題，
我們的實(shí)現(xiàn)類是否對(duì)所有的抽象方法都感興趣？
是否每個(gè)實(shí)現(xiàn)累都需要實(shí)現(xiàn)init0, start0, suspend0, resume0, destroy0?
是否有時(shí)候，我們的那些有生命的類或者模塊并不支持暫停(suspend),恢復(fù)(resume)?
直接繼承AbstractLifeCycle，就意味著必須實(shí)現(xiàn)其全部的抽象方法。
因此，我們還需要一個(gè)默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，DefaultLifeCycle，讓它繼承AbstractLifeCycle，并實(shí)現(xiàn)所有抽象方法，但它并不做任何實(shí)際的事情, do nothing。只是讓我們真正的實(shí)現(xiàn)類來繼承這個(gè)默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)類，并重寫感興趣的方法。
于是，我們的DefaultLifeCycle就這么誕生了:
public class DefaultLifecycle extends AbstractLifecycle {
/*
* @see AbstractLifecycle#init0()
*/
@Override
protected void init0() throws LifecycleException {
// do nothing
}
/*
* @see AbstractLifecycle#start0()
*/
@Override
protected void start0() throws LifecycleException {
// do nothing
}
/*
* @see AbstractLifecycle#suspend0()
*/
@Override
protected void suspendInternal() throws LifecycleException {
// do nothing
}
/*
* @see AbstractLifecycle#resume0()
*/
@Override
protected void resume0() throws LifecycleException {
// do nothing
}
/*
* @see AbstractLifecycle#destroy0()
*/
@Override
protected void destroy0() throws LifecycleException {
// do nothing
}
}
對(duì)于DefaultLifeCycle來說，do nothing就是其職責(zé)。
因此接下來我們可以寫一個(gè)自己的實(shí)現(xiàn)類，繼承DefaultLifeCycle，并重寫那些感興趣的生命周期方法。
例如，我有一個(gè)類只需要在初始化，啟動(dòng)，和銷毀時(shí)做一些任務(wù)，那么可以這么寫:
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class SocketServer extends DefaultLifecycle {
private ServerSocket acceptor = null;
private int port = 9527;
/*
* @see DefaultLifecycle#init0()
*/
@Override
protected void init0() throws LifecycleException {
try {
acceptor = new ServerSocket(port);
} catch (IOException e) {
throw new LifecycleException(e);
}
}
/*
* @see DefaultLifecycle#start0()
*/
@Override
protected void start0() throws LifecycleException {
Socket socket = null;
try {
socket = acceptor.accept();
//do something with socket
} catch (IOException e) {
throw new LifecycleException(e);
} finally {
if (socket != null) {
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}
/*
* @see DefaultLifecycle#destroy0()
*/
@Override
protected void destroy0() throws LifecycleException {
if (acceptor != null) {
try {
acceptor.close();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}
這里的ServerSocket中，init0初始化socket監(jiān)聽，start0開始獲取socket連接, destroy0銷毀socket監(jiān)聽。
在這套生命周期管理機(jī)制下，我們將會(huì)很容易地對(duì)資源進(jìn)行管理，不會(huì)發(fā)生資源未關(guān)閉的情況，架構(gòu)和模塊化更加清晰。
尾聲
到這里為止，本文已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)易的生命周期管理機(jī)制，并給出所有的實(shí)現(xiàn)代碼。之后會(huì)將所有源代碼放到github上。請(qǐng)關(guān)注本文的update。
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