Java字节码角度分析异常处理

目录

从字节码角度来分析：异常处理

1.1 异常-catch

1.2 异常-多个catch

1.3 异常-multicatch

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从字节码角度来分析：异常处理

1.1 异常-catch

// 从字节码角度来分析：异常处理
public class T13_ByteAnalyseException {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 0;
        try {
            i = 10;
        } catch (Exception e) {
            i = 20;
        }
    }
}

注意：为了抓住重点，下面的字节码省略了不重要的部分

上述代码通过：javap -v T13_ByteAnalyseException.class进行反编译，得到如下字节码。

 public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=1, locals=3, args_size=1
         0: iconst_0
         1: istore_1
         2: bipush        10
         4: istore_1
         5: goto          12
         8: astore_2          // 将异常对象引用存入局部变量表的 slot 2号位置
         9: bipush        20
        11: istore_1
        12: return
      Exception table:   // 异常表，含头不含尾；一旦2~4行代码异常就进入异常判断是否是声明的Exception异常一致，如果一致就进入第8行
         from    to  target type
             2     5     8   Class java/lang/Exception
      LineNumberTable:
        line 15: 0
        line 17: 2
        line 20: 5
        line 18: 8
        line 19: 9
        line 21: 12
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            9       3     2     e   Ljava/lang/Exception;
            0      13     0  args   [Ljava/lang/String;
            2      11     1     i   I
      StackMapTable: ...

上述说明：

1. 可以看到多出来一个Exception table的结构，[from, to）是前闭后开的检测范围，一旦这个范围内的字节码执行出现异常，则通过type匹配异常类型，如果一致，进入target所指示行号
2. 8行的字节码指令 astore_2 是将异常对象引用存入局部变量表的 slot 2号位置

1.2 异常-多个catch

先来看下异常-多个catch代码示例：

// 从字节码角度来分析：多个 single-catch 块的情况
public class T14_ByteAnalyseMoreSingle_Catch {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 0;
        try {
            i = 10;
        } catch (ArithmeticException e) {
            i = 30;
        } catch (NullPointerException e) {
            i = 40;
        } catch (Exception e) {
            i = 50;
        }
    }
}

上述代码通过：javap -v T14_ByteAnalyseMoreSingle_Catch.class进行反编译，得到如下字节码。

 public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=1, locals=3, args_size=1
         0: iconst_0
         1: istore_1
         2: bipush        10
         4: istore_1
         5: goto          26
         8: astore_2
         9: bipush        30
        11: istore_1
        12: goto          26
        15: astore_2
        16: bipush        40
        18: istore_1
        19: goto          26
        22: astore_2
        23: bipush        50
        25: istore_1
        26: return
      Exception table:
         from    to  target type
             2     5     8   Class java/lang/ArithmeticException
             2     5    15   Class java/lang/NullPointerException
             2     5    22   Class java/lang/Exception
      LineNumberTable: ...
      LocalVariableTable: // 因为异常最终只会出现一种，这里采用了异常引用变量的槽位复用
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            9       3     2     e   Ljava/lang/ArithmeticException;
           16       3     2     e   Ljava/lang/NullPointerException;
           23       3     2     e   Ljava/lang/Exception;
            0      27     0  args   [Ljava/lang/String;
            2      25     1     i   I
      StackMapTable: ...

上述说明：

1. 因为异常出现时，只能进入 Exception table 中一个分支，所以局部变量表 slot 2 位置被共用。也算是一种优化，为节省栈帧内存的使用

1.3 异常-multicatch

先来看下异常-multi_catch代码示例：

// 从字节码角度来分析：multi-catch 的情况
// jdk1.7 新增multi catch
public class T15_ByteAnalyseMulti_Catch {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Method test = T15_ByteAnalyseMulti_Catch.class.getMethod("test");
            test.invoke(null);
        } catch (NoSuchMethodException | IllegalAccessException | InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void test() {
        System.out.println("ok");
    }
}

上述代码通过：javap -v T15_ByteAnalyseMulti_Catch.class进行反编译，得到如下字节码。

 public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=3, locals=2, args_size=1
         0: ldc           #2                  // class com/jvm/t07_bytecode/T15_ByteAnalyseMulti_Catch
         2: ldc           #3                  // String test
         4: iconst_0
         5: anewarray     #4                  // class java/lang/Class
         8: invokevirtual #5                  // Method java/lang/Class.getMethod:(Ljava/lang/String;[Ljava/lang/Class;)Ljava/lang/reflect/Method;
        11: astore_1
        12: aload_1
        13: aconst_null
        14: iconst_0
        15: anewarray     #6                  // class java/lang/Object
        18: invokevirtual #7                  // Method java/lang/reflect/Method.invoke:(Ljava/lang/Object;[Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
        21: pop
        22: goto          30
        25: astore_1
        26: aload_1
        27: invokevirtual #11                 // e.printStackTrace:()V
        30: return
      Exception table:
         from    to  target type
             0    22    25   Class java/lang/NoSuchMethodException
             0    22    25   Class java/lang/IllegalAccessException
             0    22    25   Class java/lang/reflect/InvocationTargetException
      LineNumberTable: ...
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
           12      10     1  test   Ljava/lang/reflect/Method;
           26       4     1     e   Ljava/lang/ReflectiveOperationException;
            0      31     0  args   [Ljava/lang/String;

上述说明：

1. 异常-multi_catch  字节码 对比 异常-多个catch字节码，并没有特别的地方，只是异常表Exception table 三个异常的 target都一致。也有 异常-多个catch字节码 异常对象引用在局部变量表中槽位复用。

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