通过字节码分析Java异常处理机制

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1.异常机制

上面的异常继承体系中,Error和RuntimeException是非检查型异常(Unchecked Exception),也就是不需要catch语句去捕获的异常;其他异常,则需要程序员手动去处理。
接下来让我们通过字节码去一探究竟这种异常处理。

2.异常表

我们先来看一个实例

package sandwich.test5;

/**
 * @author 公众号:三明治聊IT
 * @date 2021/6/13
 */
public class SynchronizedTest {
    synchronized void fun1(){
        System.out.println("fun1");
    }
    static synchronized void fun2(){
        System.out.println("fun2");
    }
    final Object lock=new Object();

    void lockProcess(){
        synchronized (lock){
            System.out.println("lock");
        }
    }
}

反编译得到lockProcess的信息

在synchronized生成的字节码中,其实包含两条monitorexit指令,是为了保证所有的异常条件,都能够退出。
编译后的字节码,有一个叫Exception table的异常表,里面的每一行数据,都是一个异常处理器。
from:指定字节码索引的开始位置
to:指定字节码索引的结束位置
target:异常处理的起始位置
type:异常类型
也就是说,只要在from和to之间发生了异常,就会跳到target所指定的位置。第一条monitorexit(16)在异常表第一条的范围中,如果异常, 能够跳到第20行。第二条monitorexit(22)在异常表第二条的范围中,如果异常,能够跳转到第20行。
由以上java代码可以看到,我们不需要主动去catch exception. 也能自动处理两个any类型的异常如果用jclasslib插件观察,也很方便。

3. Finally

通常我们在做一些文件读取的时候,都会在finally代码块中关闭流,以避免内存的溢出。关于这个场景,我们再分析一下下面这段代码的异常表。

package sandwich.test5;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

/**
 * @author 公众号:三明治聊IT
 * @date 2021/6/13
 */
public class StreamTest {
    public void read() {
        InputStream in = null;
        try {
            in = new FileInputStream("Test.java");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (null != in) {
                try {
                    in.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

上面的代码,捕获了一个FileNotFoundException异常,然后在finally中捕获了IOException异常。当我们分析字节码的时候,却发现了一个有意思的地 方:IOException足足出现了三次
Java编译器使用了一种比较傻的方式来组织finally的字节码,它分别在try、catch的正常执行路径上,复制一份finally代码,追加在正常执行逻辑的后面。同时,再复制一份到其他异常执行逻辑的出口处。
再看一个例子

package sandwich.test5;

/**
 * @author 公众号:三明治聊IT
 * @date 2021/6/13
 */
public class NoError {
    public static void main(String[] args) {
        NoError noError = new NoError();
        int result = noError.read();
        System.out.println(result);
    }

    private int read() {
        try {
            int a = 13/0;
            return a;
        } finally {
            return 1;
        }
    }
}

这段代码不报错的原因,都可以在字节码中找到答案

通过程序的字节码,可以看到,异常之后,直接跳转到序号9了。没有输出错误的字节码


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