finally知多少（二）
接：finally知多少（一）
问题解释
结合《深入Java虚拟机（第二版）》这本书和代码编译后产生的二进制指令代码，我对以上问题做了部分解释，鉴于我的才疏学浅，有些观点是有误的，希望高手指正（有误的观点容易引起误导，这也是所以我一直非常小心，奈何水平有限，有些时候难免出错）。
在《深入Java虚拟机（第二版）》的第18章中提到，在早期的Java中，finally的行为是通过JSR指令来实现的，并且为这个指令引入了微型子程序的概念。我的理解，所谓微型子程序就是在函数A中嵌入一个不完整的函数B的调用。比如在这本书上的一个例子：
private static int microSubroutine(boolean bValue) {
try {
if(bValue) {
return 1;
}
return 0;
} finally {
System.out.println("finally");
}
}
会生成以下的二进制代码：
0 iload_0
1 ifeq 11
4 iconst_1
5 istore_1
6 jsr 24
9 iload_1
10 ireturn
11 iconst_0
12 istore_1
13 jsr 24
16 iload_1
17 ireturn
18 astore_2
19 jsr 24
22 aload_2
23 athrow
24 astore_3
25 getstatic #7 <Field java.io.PrintStream out>
28 ldc #1 <String “finally”>
30 invokevirtual #8 <Method void println(java.lang.String)>
33 ret 3
如上，24前缀的代码行以后的部分就是微型子程序，在每一个出口之前都会用JSR调用这个微型子例程序，在这个微型子例程序返回（ret）后，返回调用JSR指令的下一条指令，然后返回（ireturn、athrow）。
jsr指令和ret指令的格式如下：
jsr branchbyte1, branchbyte2
把返回地址压栈，跳转至((branchbyte1<<8) | branchbyte2)的位置继续之行。
ret index
返回在index指示的局部变量中存储的值（位置）。
在上面的二进制代码中，每次通过jsr 24跳转到微型子程序，它先将返回地址（jsr 24指令的下一条指令的地址）保存在index为3的局部变量中，执行完微型子程序后，通过ret 3返回到调用jsr 24指令的下一条指令执行，并最终执行返回。
可是后来（有人说是自1.4.2后），JVM中取消了jsr指令了，所有finally内部的代码都内联到源代码中了（二进制的源代码）。所以以上的代码在之后的编译器中会产生如下的二进制代码：
0 iload_0 [bValue]
1 ifeq 14
4 getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [16]
7 ldc <String "finally"> [94]
9 invokevirtual java.io.PrintStream.println(java.lang.String) : void [24]
12 iconst_1
13 ireturn
14 getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [16]
17 ldc <String "finally"> [94]
19 invokevirtual java.io.PrintStream.println(java.lang.String) : void [24]
22 iconst_0
23 ireturn
24 astore_1
25 getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [16]
28 ldc <String "finally"> [94]
30 invokevirtual java.io.PrintStream.println(java.lang.String) : void [24]
33 aload_1
34 athrow
额，貌似有点偏题了，以上的描述是为了解释《深入Java虚拟机（第二版）》中对finally描述过时的描述。下面让我们来真正的解决这个问题。还是从生成的Java二进制代码入手。
首先来看一下valueChangeInFinallyTest()函数的二进制代码（注释了打印语句，使代码简洁）：
//int i = 10
0 bipush 10
2 istore_0 [i]
//int j = 1
3 iconst_1
4 istore_1 [j]
//i = 100
5 bipush 100
7 istore_0 [i]
//j = 2
8 iconst_2
9 istore_1 [j]
//保存i的值，因为它是要返回的
10 iload_0 [i]
11 istore 4
//--------------------------------内联finally语句块（开始）----------------------
//i = 1000
13 sipush 1000
16 istore_0 [i]
//j = 3
17 iconst_3
18 istore_1 [j]
//--------------------------------内联finally语句块（结束）----------------------
//加载保存后的i的值，并返回。这里返回的是finally语句块执行前的i（由istore 4语句缓存起来）的值，因而在finally语句块中任何对i的操作并不会保留下来。这是在没有异常发生的情况下。
19 iload 4
21 ireturn
22 astore_2 [e]
23 aload_2 [e]
24 invokevirtual java.lang.Exception.printStackTrace() : void [104]
//--------------------------------内联finally语句块（开始）----------------------
27 sipush 1000
30 istore_0 [i]
31 iconst_3
32 istore_1 [j]
//--------------------------------内联finally语句块（结束）----------------------
33 goto 45
36 astore_3
//--------------------------------内联finally语句块（开始）----------------------
37 sipush 1000
40 istore_0 [i]
41 iconst_3
42 istore_1 [j]
//--------------------------------内联finally语句块（结束）----------------------
//而在异常发生但没有被正确处理的情况下，返回值已经没有什么意义了。
43 aload_3
44 athrow
//这里是在有异常发生，并且异常得到了正确处理的情况下返回的，此时在finally语句块中对i的操作就会保存下来，并返回给调用者。
45 iload_0 [i]
46 ireturn
相信以上的注释已经能很好的的解决这个问题了（注：这里j的存在是为了证明在内联finally语句块的时候，它只缓存返回值i，而无须缓存其他变量的值，如j的值）。需要特别注意的一点是，如果正常返回的话，finally语句块中修改i的值是保存不下来的，但是如果出现异常，并被正常捕获后，在finally语句块中修改的i的值就会保存下来了。
那么对valueChangeReturnInFinallyTest()函数中的现象如何解释呢？对这个问题解释，首先要理解ireturn的指令。ireturn指令没有操作数，它把当前操作栈的栈顶的int值作为默认的操作数。ireturn指令会弹出当前栈顶的int值，将其压入调用者的操作栈中，同时忽略当前操作栈中的其他值，即函数正常返回。因而如果在不优化的情况下，在finally语句块中的return语句会返回当前栈顶的int值（修改后的i值），然后函数返回，此时栈上的其他操作数就被忽略了，并且原本应该执行的ireturn语句也不会之行了。这种方式甚至会忽略抛出的异常，即使当前方法有异常抛出，它的调用方法还是认为它正常返回了。
如果查看优化后的valueChangeReturnInFinallyTest()方法的二进制源码后，会发现当前的代码更加简洁了。但是它还是没有避免在finally语句块中使用return后，会忽略没有捕获到的异常的问题。
//int i = 10
0 bipush 10
2 istore_0 [i]
//int j = 1
3 iconst_1
4 istore_1 [j]
//i = 100
5 bipush 100
7 istore_0 [i]
//j = 2
8 iconst_2
9 istore_1 [j]
10 goto 22
//catch block
13 astore_2 [e]
14 aload_2 [e]
15 invokevirtual java.lang.Exception.printStackTrace() : void [104]
18 goto 22
21 pop
//--------------------------------内联finally语句块（开始）----------------------
//i = 100
22 sipush 1000
25 istore_0 [i]
//j = 3
26 iconst_3
27 istore_1 [j]
//--------------------------------内联finally语句块（结束）----------------------
//返回finally语句块中i的值
28 iload_0 [i]
29 ireturn
经过以上的解释，我想对refValueChangeInFinallyTest()函数中的现象就比较好解释了，因为当进入finally语句块的时候，保存的只是Person实例的一个引用，在finally语句块中依然可以通过引用操作Person内部成员的，因而在finally语句块中的修改才能保存下来。
而进过编译器优化后的finallyReturnTest()和finallyBreakTest()函数生成的二进制代码就成一样的了：
0 iload_0 [value]
1 ifeq 8
4 goto 8
7 pop
8 iconst_0
9 ireturn
后记
原本以为这是一个小问题的，没想到花了我一个下午的时间才把问题说清楚了，而在描述问题的过程中，我对问题的本质也看的更加清晰了。这个问题开始是源于我在论坛http://www.iteye.com/topic/458668中看到，感觉论坛里面的人都没很好的说清楚这个问题，刚好我看完了《深入Java虚拟机（第二版）》的书，就把这个问题完整的描述出来了。