JVM异常与Finally

异常

Java虚拟机通过异常表，实现了对异常的处理。

Java虚拟机中的异常由Throwable或其子类的实例来表示。

抛出异常本质，实际上是程序控制权的一种立即/即时【immediate】的、非局部的【nonlocal 】的转移----从异常抛出点转移到异常处理点。

异常分为：

• 同步异常【synchronously exception】：绝大多数的异常是由于当前线程执行的某个操作导致的，这也被成为同步异常
• 异步异常【asynchronous exception】：可能发生在程序执行的任何时刻的异常，称为异步异常

Java虚拟机抛出异常的原因有以下三个:

（1）athrow指令执行了
（2）Java虚拟机同步检测到程序发生了非正常的执行情况。这些异常不是在程序中的任意点抛出，而是在执行以下指令之后同步抛出：

• 导致对资源的某些限制被超过，比如当使用太多内存时。
• 程序执行的操作可能会引发异常，比如访问数组边界之外的元素，或程序在加载和连接时出错。

（3）以下原因会导致异步异常：

• 调用Thread或ThreadGroup的stop方法：某个线程可以调用另一个线程的stop方法，这将会影响另一个线程或线程组中的所有线程。该异常是异步的，因为它们可能发生在其他线程执行的任何时刻。
• Java虚拟机实现中出现内部错误。

由Java虚拟机中的每个方法都会配有零个或多个异常处理器【exception handlers】。

Exception table:
From    To      Target      Type
0       4       5           Class TestExc

异常处理器的组成包括：

• 异常处理器在方法代码中的有效作用范围（通过字节码偏移的范围来描述），对应于From和To，前闭后开！！
• 异常处理器能够处理的异常类型，对应于Type
• 处理该异常的代码的位置，对应于Target

判断某个异常处理器能否处理某个具体的异常：

1. 首先检查异常抛出的代码的偏移量，是否处于异常处理器的From-To之间，如果否，那么该异常处理器无法处理该异常
2. 判断异常的类型是否是异常处理器声明的可以处理的异常类型【即Type】或其子类。如果否，那么该异常处理器无法处理该异常
3. 将代码控制权转移到异常处理器所指定的异常处理代码分支处【即Target】。

如果在当前方法中没有找到处理该异常的异常处理器，则当前方法调用将突然结束【completes abruptly，突然结束的方法调用永远不会向调用者返回值！！】。在方法突然结束时，会丢弃当前方法的操作数堆栈和局部变量表，并弹出其栈帧，然后恢复调用方法的栈帧。未处理的异常会在发起调用的方法的栈帧中重新抛出。并在整个方法调用链中重复该处理逻辑。如果抵达方法调用链的顶端，仍然没有找到合适的异常处理器，则抛出异常的线程的执行将终止。

方法的异常处理程序搜索匹配项的顺序很重要。在类文件中，每个方法的异常处理器都存储在一个表中【异常表】。在运行时，当抛出异常时，Java虚拟机按照异常处理器在类文件中出现的顺序，从前至后顺序检索。

Finally

JVM通过jsr、jsr_w、ret字节码指令和异常表，实现了Finally字句。

Finally在方法内部的表现很像“微型子例程”，在将控制转移到try语句之外之前，无论转移是正常的还是突然的(抛出了异常)，都必须首先执行finally子句。finally字句结束后（指finally字句的最后一条语句正常执行完毕，不包括抛出异常、return、break、continue等情况），隶属于这个finally字句的微型子例程执行“返回”操作，程序会继续在第一次调用微型子例程的地方继续执行后面的语句。

有四种方式，可以让程序退出try语句：

• 语句块内的语句正常执行结束
• 通过return语句退出方法
• 执行brean或continue
• 抛出异常

操作码	操作数	解释
jsr	n	跳转子例程，即跳转到偏移量为n的指令处执行。jsr指令在跳转之前，会将其下一条指令的地址（即n+1）压入到操作数栈中。
ret	x	返回到局部变量表中index = x处所指向的指令地址处

jsr指令是使虚拟机跳转到微型子例程的操作码。jsr指令使用一个双字节的操作数，这个操作数指出微型子例程的字节码偏移量，Java还支持另一个操作码：jsr_w，它支持更长的操作数（4个字节）。当虚拟机遇到jsr或jsr_w操作码，他会将下一条指令的地址压入操作数栈，然后从微型子例程的开始处继续执行，微型子例程执行完后，会调用ret指令，该指令执行从微型子例程返回的操作。ret只有一个操作数，这个操作数是一个局部变量的索引，该索引处存储的是返回地址。

jsr指令并不会调用Java方法，他只是跳转到相同方法中不同的操作码处。同样，ret指令也不会令Java方法返回，它只能使虚拟机调回到相同方法中调用jsr指令之后的位置。