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java class.类结构.例子.通过一个带Exception

java class.类结构.例子.通过一个带Exception

作者: 余带盐 | 来源:发表于2019-02-28 14:22 被阅读0次

    Java异常详解-从字节码角度查看异常实现原理

    • 源码TestClass.java
    public class TestClass {
    
       public int inc() {
           int x;
           try {
               x=1;
               return x;
           }catch (Exception e){
               x=2;
               return x;
           }finally {
               x=3;
           }
    
       }
    
    }
    
    • jdk1.7编译出来的TestClass.class的class文件结构
    Classfile /root/IdeaProjects/java7_test/out/production/java7_test/org/fenixsoft/clazz/TestClass.class
     Last modified Feb 28, 2019; size 601 bytes
     MD5 checksum 495c52e30f4cf72096d5092696baf0b4
     Compiled from "TestClass.java"
    public class org.fenixsoft.clazz.TestClass
     SourceFile: "TestClass.java"
     minor version: 0
     major version: 51
     flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
    Constant pool:
      #1 = Methodref          #4.#23;        //  java/lang/Object."<init>":()V
      #2 = Class              #24;           //  java/lang/Exception
      #3 = Class              #25;           //  org/fenixsoft/clazz/TestClass
      #4 = Class              #26;           //  java/lang/Object
      #5 = Utf8               <init>;
      #6 = Utf8               ()V;
      #7 = Utf8               Code;
      #8 = Utf8               LineNumberTable;
      #9 = Utf8               LocalVariableTable;
     #10 = Utf8               this;
     #11 = Utf8               Lorg/fenixsoft/clazz/TestClass;;
     #12 = Utf8               inc;
     #13 = Utf8               ()I;
     #14 = Utf8               x;
     #15 = Utf8               I;
     #16 = Utf8               e;
     #17 = Utf8               Ljava/lang/Exception;;
     #18 = Utf8               StackMapTable;
     #19 = Class              #24;           //  java/lang/Exception
     #20 = Class              #27;           //  java/lang/Throwable
     #21 = Utf8               SourceFile;
     #22 = Utf8               TestClass.java;
     #23 = NameAndType        #5:#6;         //  "<init>":()V
     #24 = Utf8               java/lang/Exception;
     #25 = Utf8               org/fenixsoft/clazz/TestClass;
     #26 = Utf8               java/lang/Object;
     #27 = Utf8               java/lang/Throwable;
    {
     public org.fenixsoft.clazz.TestClass();
       flags: ACC_PUBLIC
       Code:
         stack=1, locals=1, args_size=1
            0: aload_0       
            1: invokespecial #1;                 // Method java/lang/Object."<init>":()V
            4: return        
         LineNumberTable:
           line 3: 0
         LocalVariableTable:
           Start  Length  Slot  Name   Signature
                  0       5     0  this   Lorg/fenixsoft/clazz/TestClass;
    
     public int inc();
       flags: ACC_PUBLIC
       Code:
         stack=1, locals=5, args_size=1
            0: iconst_1      
            1: istore_1      
            2: iload_1       
            3: istore_2      
            4: iconst_3      
            5: istore_1      
            6: iload_2       
            7: ireturn       
            8: astore_2      
            9: iconst_2      
           10: istore_1      
           11: iload_1       
           12: istore_3      
           13: iconst_3      
           14: istore_1      
           15: iload_3       
           16: ireturn       
           17: astore        4
           19: iconst_3      
           20: istore_1      
           21: aload         4
           23: athrow        
         Exception table:
            from    to  target type
                0     4     8   Class java/lang/Exception
                0     4    17   any
                8    13    17   any
               17    19    17   any
         LineNumberTable:
           line 8: 0
           line 9: 2
           line 14: 4
           line 10: 8
           line 11: 9
           line 12: 11
           line 14: 13
         LocalVariableTable:
           Start  Length  Slot  Name   Signature
                  2       6     1     x   I
                  9       8     2     e   Ljava/lang/Exception;
                 11       6     1     x   I
                  0      24     0  this   Lorg/fenixsoft/clazz/TestClass;
                 21       3     1     x   I
         StackMapTable: number_of_entries = 2
              frame_type = 72 /* same_locals_1_stack_item */
             stack = [ class java/lang/Exception ]
              frame_type = 72 /* same_locals_1_stack_item */
             stack = [ class java/lang/Throwable ]
    
    }
    
    • 步骤说明表

    说明1:由于栈深度(max_stack,其实就是最大Slot数)为1(),所以用1个中括号表示,栈顶是最右边;最大本地变量(max_locals,单位也是Slot)为5,所以用5个中括号表示,排序从左到右从0开始。
    说明2:由于本地变量是有作用域的,所以作用域之外本地变量会空着
    说明3:局部变量表中第0个Slot放的L是this(即本方法所属对象的引用)
    说明4:如果不确定Slot中是否有值,那么会用?表示。

    指令行号 指令 说明 本条指令执行完之后栈 本条指令执行完之后本地变量表 本条指令执行完之后本地变量 备注
    这是还没执行指令的状态 [] [L][][][][] this
    0 iconst_1 把int类型值1压入栈顶 [1] [L][][][][] this
    1 istore_1 弹出栈顶的int类型放入本地变量表第1个Slot [] [L][1][][][] this 即x=1
    2 iload_1 把本地变量表的第一个Slot中的int类型的值压入栈顶 [1] [L][1][][][] this,x 根据1、2发现,x=1这条代码并不是x的作用域,也就是说一个变量的作用域不是它被赋值的时候。根据测试得知一般赋值的下一行代码就是作用域的开始
    3 istore_2 弹出栈顶的int类型放入局部变量表的第二个Slot [] [L][1][1][][] this,x 根据1、3可知局部变量表被使用的时候,并不一定需要变量名:1中第一个Slot没有变量名,但它有值;2中第二个Slot没有变量名,但它有值。这里的第二个Slot是临时存放return返回值的,它是有可能被其他局部变量覆盖的。
    4 iconst_3 把int类型值3压入栈中 [3] [L][1][1][][] this,x
    5 istore_1 弹出栈顶int类型存入本地变量表第一个Slot [] [L][3][1][][] this,x 即x=3
    6 iload_2 把本地变量表第二个Slot压入栈中 [1] [L][3][1][][] this,x
    7 ireturn 弹出栈顶int类型并存入返回值,返回方法 [] [L][3][1][][] this,x return x
    从8开始是catch的代码,首先会给Exception e变量赋值,本步骤就是把异常引用压入栈顶,后面L代表引用 [L] [L][?][?][][]
    8 astore_2 把栈顶引用存入局部变量表第二个Slot [] [L][?][L][][] this Exception e=?,因为catch里面不需要第二个Slot中临时存放的return返回值了,所以直接覆盖了
    9 iconst_2 把int类型值2压入栈 [2] [L][?][L][][] this,e
    10 istore_1 弹出栈顶int类型存入局部变量表第一个Slot [L] [L][2][L][][] this,e x=2
    11 iload_1 把第一个Slot中的int类型压入栈 [2] [L][2][L][][] this,e,x
    12 istore_3 弹出栈顶元素放入局部变量表第三个Slot中 [] [L][2][L][2][] this,e,x 第三个Slot临时存放return返回值
    13 iconst_3 把int类型值3压入栈 [3] [L][2][L][2][] this,e,x
    14 istore_1 弹出栈顶的int类型存入局部变量表第一个Slot [] [L][3][L][2][] this,e,x 即x=3
    15 iload_3 把第三个Slot中的int类型压入栈 [2] [L][3][L][2][] this,e,x
    16 ireturn 弹出栈顶int类型并存入返回值,返回方法 [] [L][3][L][2][] this,e,x return x
    从17开始是除了Exception或其子类的其他异常,即上面的any,本步骤就是把异常引用压入栈顶 [L] [L][?][?][?][] this
    17 astore 4 弹出栈顶引用类型存入局部变量表第四个Slot [] [L][?][?][?][L] this 这里并没有把第三个Slot中的临时return返回值覆盖,难道是因为它们都是没名字的变量?
    19 iconst_3 把int类型值3压入栈顶 [3] [L][?][?][?][L] this
    20 istore_1 弹出栈顶int类型存入本地变量表第一个Slot [] [L][?][?][?][L] this,x 即x=3
    21 aload 4 把第四个Slot中的引用压入栈 [L] [L][?][?][?][L] this,x
    23 athrow 抛出异常 根据21、23,这就是把异常压入栈抛给更高一级了
    • Exception table说明

    根据java class.类结构.method异常表结构可知:
    try中出现Exception或其子类异常,就转到catch中处理
    try中出现其他异常,就转入finally处理
    catch中出现任何异常(包括Exception或其子类),转入finally处理
    最后一个可以不管

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