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优雅关闭

问题​

如何实现 Rust 服务的优雅关闭（Graceful Shutdown）？

答案​

为什么需要优雅关闭​

场景无优雅关闭有优雅关闭
进行中的请求被强制中断，客户端收到错误等待完成后再关闭
数据库事务可能处于不一致状态事务提交或回滚
正在写入的文件文件损坏正确 flush 并关闭
消息队列消费消息可能丢失确认或重新入队

基础实现​

use tokio::signal;
use tokio::sync::broadcast;

#[tokio::main]
async fn main() {
    // 创建关闭通知通道
    let (shutdown_tx, _) = broadcast::channel::<()>(1);

    // 启动 HTTP 服务器
    let server_shutdown = shutdown_tx.subscribe();
    let server = tokio::spawn(run_server(server_shutdown));

    // 启动后台任务
    let worker_shutdown = shutdown_tx.subscribe();
    let worker = tokio::spawn(run_background_worker(worker_shutdown));

    // 等待关闭信号
    shutdown_signal().await;
    tracing::info!("收到关闭信号，开始优雅关闭...");

    // 通知所有组件
    let _ = shutdown_tx.send(());

    // 等待所有组件完成，设置超时
    let timeout = tokio::time::Duration::from_secs(30);
    if tokio::time::timeout(timeout, async {
        let _ = server.await;
        let _ = worker.await;
    }).await.is_err() {
        tracing::warn!("优雅关闭超时，强制退出");
    }

    tracing::info!("关闭完成");
}

async fn shutdown_signal() {
    let ctrl_c = signal::ctrl_c();
    let mut sigterm = signal::unix::signal(
        signal::unix::SignalKind::terminate()
    ).unwrap();

    tokio::select! {
        _ = ctrl_c => {}
        _ = sigterm.recv() => {}
    }
}

Axum 优雅关闭​

use axum::{Router, routing::get};

async fn run_server(mut shutdown: broadcast::Receiver<()>) {
    let app = Router::new().route("/", get(|| async { "hello" }));

    let listener = tokio::net::TcpListener::bind("0.0.0.0:8080")
        .await
        .unwrap();

    axum::serve(listener, app)
        .with_graceful_shutdown(async move {
            let _ = shutdown.recv().await;
            tracing::info!("HTTP 服务器开始优雅关闭");
        })
        .await
        .unwrap();

    tracing::info!("HTTP 服务器已关闭");
}

后台任务优雅关闭​

async fn run_background_worker(mut shutdown: broadcast::Receiver<()>) {
    let mut interval = tokio::time::interval(tokio::time::Duration::from_secs(5));

    loop {
        tokio::select! {
            // 优先检查关闭信号
            _ = shutdown.recv() => {
                tracing::info!("后台任务收到关闭信号");
                break;
            }
            _ = interval.tick() => {
                // 执行定时任务
                if let Err(e) = do_work().await {
                    tracing::error!(?e, "任务执行失败");
                }
            }
        }
    }

    // 清理资源
    flush_buffers().await;
    tracing::info!("后台任务已安全关闭");
}

关闭顺序​

超时保护

必须设置关闭超时（通常 30 秒）。如果某个组件 hang 住，到超时后强制退出，避免进程永远无法关闭。Kubernetes 的 terminationGracePeriodSeconds 默认为 30 秒，之后会发 SIGKILL。

常见面试问题​

Q1: CancellationToken 和 broadcast channel 哪个更适合优雅关闭？​

答案：

  • tokio_util::sync::CancellationToken：更轻量，专为「关闭」场景设计，支持子 token（child_token()），推荐用于纯关闭信号
  • broadcast::channel：可以携带数据，适合需要通知不同关闭原因的场景
  • 简单场景用 CancellationToken，复杂场景用 broadcast

Q2: 如何确保数据库连接池正确关闭？​

答案：

  1. 先停止接收新请求
  2. 等待所有进行中的请求完成（连接归还池中）
  3. 显式调用 pool.close().await（sqlx）等待所有连接关闭
  4. 在关闭顺序中，数据库连接池应该 最后关闭，因为其他组件可能还在用

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