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JVM如何处理异常深入详解

发布时间:2019-01-07 08:39:42 作者:技术小黑屋

异常处理的两大元素:抛出异常、捕获异常,非正常处理的两个方法。下面这篇文章主要给大家介绍了关于JVM如何处理异常的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下

前言

无论你是使用何种编程语言,在日常的开发过程中,都会不可避免的要处理异常。今天本文将尝试讲解一些JVM如何处理异常问题,希望能够讲清楚这个内部的机制,如果对大家有所启发和帮助,则甚好。

当异常不仅仅是异常

我们在标题中提到了异常,然而这里指的异常并不是单纯的Exception,而是更为宽泛的Throwable。只是我们工作中习以为常的将它们(错误地)这样称谓。

关于Exception和Throwable的关系简单描述一下

除此之外,但是Exception也有一些需要我们再次强调的

注:本文暂不做Checked Exception设计的好坏的分析。

Exception Table 异常表

提到JVM处理异常的机制,就需要提及Exception Table,以下称为异常表。我们暂且不急于介绍异常表,先看一个简单的Java处理异常的小例子。

public static void simpleTryCatch() {
 try {
 testNPE();
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 }
}

上面的代码是一个很简单的例子,用来捕获处理一个潜在的空指针异常。

当然如果只是看简简单单的代码,我们很难看出什么高深之处,更没有了今天文章要谈论的内容。

所以这里我们需要借助一把神兵利器,它就是javap,一个用来拆解class文件的工具,和javac一样由JDK提供。

然后我们使用javap来分析这段代码(需要先使用javac编译)

//javap -c Main
 public static void simpleTryCatch();
 Code:
 0: invokestatic #3   // Method testNPE:()V
 3: goto  11
 6: astore_0
 7: aload_0
 8: invokevirtual #5   // Method java/lang/Exception.printStackTrace:()V
 11: return
 Exception table:
 from to target type
  0 3 6 Class java/lang/Exception

看到上面的代码,应该会有会心一笑,因为终于看到了Exception table,也就是我们要研究的异常表。

异常表中包含了一个或多个异常处理者(Exception Handler)的信息,这些信息包含如下

那么异常表用在什么时候呢

答案是异常发生的时候,当一个异常发生时

1.JVM会在当前出现异常的方法中,查找异常表,是否有合适的处理者来处理

2.如果当前方法异常表不为空,并且异常符合处理者的from和to节点,并且type也匹配,则JVM调用位于target的调用者来处理。

3.如果上一条未找到合理的处理者,则继续查找异常表中的剩余条目

4.如果当前方法的异常表无法处理,则向上查找(弹栈处理)刚刚调用该方法的调用处,并重复上面的操作。

5.如果所有的栈帧被弹出,仍然没有处理,则抛给当前的Thread,Thread则会终止。

6.如果当前Thread为最后一个非守护线程,且未处理异常,则会导致JVM终止运行。

以上就是JVM处理异常的一些机制。

try catch -finally

除了简单的try-catch外,我们还常常和finally做结合使用。比如这样的代码

public static void simpleTryCatchFinally() {
 try {
 testNPE();
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 } finally {
 System.out.println("Finally");
 }
}

同样我们使用javap分析一下代码

public static void simpleTryCatchFinally();
 Code:
 0: invokestatic #3   // Method testNPE:()V
 3: getstatic #6   // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
 6: ldc  #7   // String Finally
 8: invokevirtual #8   // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
 11: goto  41
 14: astore_0
 15: aload_0
 16: invokevirtual #5   // Method java/lang/Exception.printStackTrace:()V
 19: getstatic #6   // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
 22: ldc  #7   // String Finally
 24: invokevirtual #8   // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
 27: goto  41
 30: astore_1
 31: getstatic #6   // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
 34: ldc  #7   // String Finally
 36: invokevirtual #8   // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
 39: aload_1
 40: athrow
 41: return
 Exception table:
 from to target type
  0 3 14 Class java/lang/Exception
  0 3 30 any
  14 19 30 any

和之前有所不同,这次

上面的三条异常表item的意思为

再次分析上面的Java代码,finally里面的部分已经被提取到了try部分和catch部分。我们再次调一下代码来看一下

public static void simpleTryCatchFinally();
 Code:
 //try 部分提取finally代码,如果没有异常发生,则执行输出finally操作,直至goto到41位置,执行返回操作。 

 0: invokestatic #3   // Method testNPE:()V
 3: getstatic #6   // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
 6: ldc  #7   // String Finally
 8: invokevirtual #8   // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
 11: goto  41

 //catch部分提取finally代码,如果没有异常发生,则执行输出finally操作,直至执行got到41位置,执行返回操作。
 14: astore_0
 15: aload_0
 16: invokevirtual #5   // Method java/lang/Exception.printStackTrace:()V
 19: getstatic #6   // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
 22: ldc  #7   // String Finally
 24: invokevirtual #8   // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
 27: goto  41
 //finally部分的代码如果被调用,有可能是try部分,也有可能是catch部分发生异常。
 30: astore_1
 31: getstatic #6   // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
 34: ldc  #7   // String Finally
 36: invokevirtual #8   // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
 39: aload_1
 40: athrow //如果异常没有被catch捕获,而是到了这里,执行完finally的语句后,仍然要把这个异常抛出去,传递给调用处。
 41: return

Catch先后顺序的问题

我们在代码中的catch的顺序决定了异常处理者在异常表的位置,所以,越是具体的异常要先处理,否则就会出现下面的问题

private static void misuseCatchException() {
 try {
 testNPE();
 } catch (Throwable t) {
 t.printStackTrace();
 } catch (Exception e) { //error occurs during compilings with tips Exception Java.lang.Exception has already benn caught.
 e.printStackTrace();
 }
}

这段代码会导致编译失败,因为先捕获Throwable后捕获Exception,会导致后面的catch永远无法被执行。

Return 和finally的问题

这算是我们扩展的一个相对比较极端的问题,就是类似这样的代码,既有return,又有finally,那么finally导致会不会执行

public static String tryCatchReturn() {
 try {
 testNPE();
 return "OK";
 } catch (Exception e) {
 return "ERROR";
 } finally {
 System.out.println("tryCatchReturn");
 }
}

答案是finally会执行,那么还是使用上面的方法,我们来看一下为什么finally会执行。

public static java.lang.String tryCatchReturn();
 Code:
 0: invokestatic #3   // Method testNPE:()V
 3: ldc  #6   // String OK
 5: astore_0
 6: getstatic #7   // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
 9: ldc  #8   // String tryCatchReturn
 11: invokevirtual #9   // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
 14: aload_0
 15: areturn 返回OK字符串,areturn意思为return a reference from a method
 16: astore_0
 17: ldc  #10   // String ERROR
 19: astore_1
 20: getstatic #7   // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
 23: ldc  #8   // String tryCatchReturn
 25: invokevirtual #9   // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
 28: aload_1
 29: areturn //返回ERROR字符串
 30: astore_2
 31: getstatic #7   // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
 34: ldc  #8   // String tryCatchReturn
 36: invokevirtual #9   // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
 39: aload_2
 40: athrow 如果catch有未处理的异常,抛出去。

行文仓促,加之本人水平有限,有错误的地方,请指出。

参考文章:

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对脚本之家的支持。

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