浅析从字节码执行顺序角度解析TCF执行顺序(try catch里的return与finally优先级问题)及为什么finally一定会执行(不会执行的几种情况)和TCF的效率问题

答案是1不是2,你答对了吗?大家都知道在TCF中,执行到 return的时候会先去执行 finally中的操作,然后才会返回来执行 return,那这里为啥会是1呢?我们来反编译一下字节码文件。命令:javap -v xxx.class

字节码指令晦涩难懂,那我们就用图解的方式来解释一下(我们先只看前7行指令):首先执行 int x = 1;

然后我们需要执行 try中的 return x;

此时并不是真正的返回 x的值,而是将 x的值存到局部变量表中作为 临时存储变量进行存储,也就是对该值进行 保护操作。最后进入 finally中执行 x=2;

此时虽然 x已经被赋值为2了,但是由于刚才的保护操作,在执行真正的 return操作时,会将被保护的 临时存储变量入栈返回。为了更好的理解上述操作,我们再来写一段简单代码:

大家思考一下执行结果是几?答案是2不是1。我们再来看下该程序的字节码指令

通过对比发现,第6行一个是 iload_1,一个是 iload_0,这是由什么决定的呢?原因就是我们上边提到的 保护机制,当在 finally中存在 return语句时,保护机制便会失效,转而将变量的值入栈并返回。

总结:

1、 return的执行优先级高于 finally的执行优先级,但是 return语句执行完毕之后并不会马上结束函数,而是将结果保存到 栈帧中的 局部变量表中,然后继续执行 finally块中的语句;

2、如果 finally块中包含 return语句,则不会对 try块中要返回的值进行保护,而是直接跳到 finally语句中执行,并最后在 finally语句中返回,返回值是在 finally块中改变之后的值;

细心地小伙伴应该能发现,上边的字节码指令图中第4-7行和第9-12行的字节码指令是完全一致的,那么为什么会出现重复的指令呢?

首先我们来分析一下这些重复的指令都做了些什么操作,经过分析发现它们就是 x = 2;return x;的字节码指令,也就是 finally代码块中的代码。由此我们有理由怀疑如果上述代码中加入 catch代码块, finally代码块对应的字节码指令也会再次出现。

反编译之后果然如我们所料,重复的字节码指令出现了三次。让我们回归到最初的问题上,为什么 finally代码的字节码指令会重复出现三次呢?

原来是 JVM为了保证所有异常路径和正常路径的执行流程都要执行 finally中的代码,所以在 trycatch后追加上了 finally中的字节码指令,再加上它自己本身的指令,正好三次。这也就是为什么 finally 一定会执行的原因。

为什么上边已经说了 finally中的代码一定会执行,现在还要再多此一举呢?请看下面这3种情况:

在正常情况下,它是一定会被执行的,但是至少存在以下三种情况,是一定不执行的

1、 try语句没有被执行到就返回了,这样 finally语句就不会执行,这也说明了 finally语句被执行的必要而非充分条件是:相应的 try语句一定被执行到;

2、 try代码块中有 System.exit(0);这样的语句,因为 System.exit(0);是终止 JVM的,连 JVM都停止了, finally肯定不会被执行了;

3、守护线程会随着所有非守护线程的退出而退出,当 守护线程内部的 finally的代码还未被执行到,非守护线程终结或退出时, finally 肯定不会被执行;

说起TCF的效率问题,我们不得不介绍一下 异常表,拿上边的程序来说,反编译 class文件后的异常表信息如下:

  • from:代表异常处理器所监控范围的起始位置;
  • to:代表异常处理器所监控范围的结束位置(该行不被包括在监控范围内,是前闭后开区间);
  • target:指向异常处理器的起始位置;
  • type:代表异常处理器所捕获的异常类型;

工作流程如下:

拿第一行为例:如果位于2-4行之间的命令(即 try块中的代码)抛出了 Class java/lang/Exception类型的异常,则跳转到第8行开始执行。

8: astore_1是指将抛出的异常对象保存到局部变量表中的1位置处

从字节码指令的角度来讲,如果代码中没有异常抛出,TCF的执行时间可以忽略不计;如果代码执行过程中出现了上文中的第6条,那么随着异常表的遍历,更多的异常实例被构建出来,异常所需要的栈轨迹也在生成。该操作会逐一访问当前线程的栈帧,记录各种调试信息,包括类名、方法名、触发异常的代码行数等等。所以执行效率会大大降低。

文章从字节码的角度分析了 TCF 的执行顺序和 TCF 的理论基础,挺不错的,而JS引擎 JIT 即时编译的机制,也会转为字节码,所以语言基础机制都是相通的,值得学习。文章链接:https://mp.weixin.qq.com/s/xNDkOsRdQeIQaK6sppyB8w

Original: https://www.cnblogs.com/goloving/p/16304734.html
Author: 古兰精
Title: 浅析从字节码执行顺序角度解析TCF执行顺序(try catch里的return与finally优先级问题)及为什么finally一定会执行(不会执行的几种情况)和TCF的效率问题

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