JVM 字节码（三）异常在字节码中的处理（catch 和 throws）

JVM 字节码（三）异常在字节码中的处理（catch 和 throws）

在 ClassFile 中到底是如何处理异常的呢？

一、代码块异常 catch

catch 中的异常代码块在异常是如何处理的呢？还记得在 Code 属性中有如下的结构吗？这代码的是一个异常表信息。

Code_attribute {
    ...
    u2 exception_table_length;
    {   u2 start_pc;
        u2 end_pc;
        u2 handler_pc;
        u2 catch_type;
    } exception_table[exception_table_length];
    ...
}

案例分析：

public void test() {
    try {
        FileInputStream in = new FileInputStream("text.txt");
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
        serverSocket.accept();
    } catch (FileNotFoundException e) {
    } catch (IOException e) {
    } catch (Exception e) {
    } finally {
        System.out.println("finally!");
    }
}

这段代码编译后用 jclasslib 查看，字节码和异常表分别如下：

 0 new #2 <java/io/FileInputStream>
 3 dup
 4 ldc #3 <text.txt>
 6 invokespecial #4 <java/io/FileInputStream.<init>>
 9 astore_1
10 new #5 <java/net/ServerSocket>
13 dup
14 sipush 9999
17 invokespecial #6 <java/net/ServerSocket.<init>>
20 astore_2
21 aload_2
22 invokevirtual #7 <java/net/ServerSocket.accept>
25 pop
26 getstatic #8 <java/lang/System.out>
29 ldc #9 <finally!>
31 invokevirtual #10 <java/io/PrintStream.println>
34 goto 84 (+50)
37 astore_1
38 getstatic #8 <java/lang/System.out>
41 ldc #9 <finally!>
43 invokevirtual #10 <java/io/PrintStream.println>
46 goto 84 (+38)
49 astore_1
50 getstatic #8 <java/lang/System.out>
53 ldc #9 <finally!>
55 invokevirtual #10 <java/io/PrintStream.println>
58 goto 84 (+26)
61 astore_1
62 getstatic #8 <java/lang/System.out>
65 ldc #9 <finally!>
67 invokevirtual #10 <java/io/PrintStream.println>
70 goto 84 (+14)
73 astore_3
74 getstatic #8 <java/lang/System.out>
77 ldc #9 <finally!>
79 invokevirtual #10 <java/io/PrintStream.println>
82 aload_3
83 athrow
84 return

异常表如下：

解读一下异常表， start_pc ~ end_pc 出现的 catch_type 异常由 handler_pc 行的代码进行处理。

• 第一行表示 0~26 行出现的 FileNotFoundException 异常直接跳转到 37(astore_1) 行
• 第二行表示 0~26 行出现的 IOException 异常直接跳转到 49(astore_1) 行
• 第三行表示 0~26 行出现的 Exception 异常直接跳转到 61(astore_1) 行
• any 表示其余的所有异常，字节码层面定义，和 Java 中定义的 Exception 还不太一样

总结：Java 字节码对于异常的处理方式

1. 统一采用异常表的方式对异常进行处理。
2. 在 JDK 1.4.2 之前的版本中，采用特定的指令方式。
3. 当异常处理存在 finally 语句块时，JVM 采取的处理方式是将 finally 语句块的字节码拼接到每一个 catch 块后面

二、方法级异常 throws

public void test() throws FileNotFoundException, RuntimeException {
}

在上述方法上加上 FileNotFoundException, RuntimeException 两个异常重新编译后的字节码，方法多了一个 Exceptions 属性，这个属性和 Code 属性平级。

参考：

1. 周志明，深入理解Java虚拟机 - 第 6 章：类文件结构
2. Java 反编译工具 - jclasslib（比 javap -v 信息更详细，可以在 IDEA 插件中直接下载）

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