第10章 异常:athrow指令,异常处理表,fillInStackTrace本地方法

在Java语言中


如果一个方法有可能导致Checked异常抛出,则该方法要么需要捕获该异常并妥善处理,要么必须把该异常列在自己的throws子句中,否则无法通过编译。

请注意,Java虚拟机规范并没有这个规定,这只是Java语言的语法规则。

异常可以由Java虚拟机抛出,也可以由Java代码抛出。

athrow 指令

比如这个↓

 void tryItOut() {
        throw new TestExc();
    }

字节码在方法的Code属性里面

throw new TestExc();这样的代码 会把这个异常对象入栈,然后执行athrow

athrow执行过程:
拿到栈顶的异常对象,
从本帧开始,一个个去找帧对应方法的异常处理表, 标准是 :

  • 当前pc在异常表里面指定范围[start_pc,end_pc]里面(异常表记录try块的起止指令),
  • 异常对象的类型属于catch_type

handler_pc,指向了catch块开始的pc位置
如果找到了:

  • 操作数栈清空 operandStack.clear();
  • 异常对象引用推入栈顶 operandStack.push(exObject);
  • 跳转到异常处理代码 frame.setNextPC(handlerPC);

这帧如果不是: 则把frame弹出,继续遍历。

帧都出完,都没找到匹配的方法异常处理表项, 说明根本没有对应的catch块存在,
只好打印出Java虚拟机栈信息,先打印出 异常类名:异常信息, 接着是异常对象的extra里面的信息,

异常对象都是Throwable的子类, Throwable构造方法会调用本地方法把extra填上报错信息↓

fillInStackTrace
异常构造函数都调用了超类java.lang.Throwable的构造函数。Throwable
的构造函数又调用了fillInStackTrace()方法↓记录Java虚拟机栈信息

// java.lang.Throwable
public synchronized Throwable fillInStackTrace() {

  if (stackTrace != null ||backtrace != null /* Out of protocol state */ ) {
    //同名重载本地方法
    fillInStackTrace(0);
    stackTrace = UNASSIGNED_STACK;
  }
return this;
}

//本地方法
private native Throwable fillInStackTrace(int dummy);

本地方法fillInStackTrace往extra里面放异常信息:
除了JvmStack顶的2帧 调用fillInStackTrace的 ,和异常对象和其祖先类的构造方法的帧, 这些异常记录帧以外的frame, 每个都给生成一个对应的StackTraceElement,由近及远 放入现在正在生成的异常对象的extra里面

这样来用frame->StackTraceElement:

  • clazz.getSourceFile(): frame的方法的类 可能有个源文件名属性


    class属性
  • clazz.getJavaName(): 类名 /变.
  • method.getName():方法名
  • method.getLineNumber(frame.getNextPC() - 1)) 异常抛出的代码行号,方法可能有个行号属性, 也是Code属性的子属性


    记录这个pc开始是在源码的第几行

10.3 异常处理表

是try catch 的体现
方法的异常处理表exception_table 和code[]字节码一样 也在method的Code属性里面,和 code[] ,max_stack,max_locals 并列

Code_attribute {
//属性都有的
  u2 attribute_name_index;
  u4 attribute_length;

  u2 max_stack;
  u2 max_locals;

  //字节码
  u4 code_length;
  u1 code[code_length];

//方法的异常处理表
  u2 exception_table_length;
  { 
    u2 start_pc;
    u2 end_pc;
    u2 handler_pc;
    u2 catch_type;
  } exception_table[exception_table_length];

    //子属性
   u2 attributes_count;
   attribute_info attributes[attributes_count];
}

方法的Code属性里面和code[]字节码并列的有一个异常处理表exception_table

catchOne()方法为例↓

void catchOne() {
        try {
            tryItOut();
        } catch (TestExc e) {
            handleExc(e);
        }
    }

   void tryItOut() {
        throw new TestExc();
    }

    void handleExc(RuntimeException exc) {

    }
方法的Code属性里面有code[]字节码也有异常处理表

catchOne()的code[] :
00: aload_0push(localVal[0]就是this) ←start_pc: 0 try的开始
01: invokevirtual #4- >jvmgo/book/ch10/JvrnsExample.tryltOuttryltOut()
04: _goto 13去13 ←end_pc: 4 try的结束
07: astore_1localVal[1]=pop ← catch这开始
08: aload_0push(this)
09: aload_1push(异常)
10: invokevirtual #5->jvmgo/book/ch10/JvmsExample.handleExc handleExc(e)
13: return

catchOne()的exception_table 异常处理表 这里只有一个异常 只有一项
start_pc: 0try{}代码块开始
end_pc: 4try{}代码块结束
handler_pc: 7负责异常处理的catch代码开始
catch_type: #2->jvmgo/book/ch10/JvmsExamp|e$TestExc索引,通过它可以从运行时常量池中查到一个类符号引用,解析后的类是个异常类

流程是:
在01时tryltOut()抛出了异常, 开始找由近及远查看fram栈帧的异常处理表, 看能不能处理, tryltOut方法的异常处理表是空的 不能处理, 所以tryltOut出栈
接着检查catchOne的异常处理表的每项,第一项就对上了:

  • 发生异常的pc在 catchOne里面是01,

    start_pc: 0try{}代码块开始
    end_pc: 4try{}代码块结束的范围里面,
  • 抛出的异常对象 和TestExc类型对上
    说明就该在catchOne里面处理, 这个对上的异常处理表项handler_pc: 7 说明catch在 07开始, 跳转到pc:07 执行就行了, 就是执行下面这些:

07: astore_1localVal[1]=pop ← catch这开始
08: aload_0push(this)
09: aload_1push(异常)
10: invokevirtual #5->jvmgo/book/ch10/JvmsExample.handleExc handleExc(e)
13: return

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