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本篇文章為大家展示了如何在Java虛擬機(jī)中處理異常,內(nèi)容簡明扼要并且容易理解,絕對(duì)能使你眼前一亮,通過這篇文章的詳細(xì)介紹希望你能有所收獲。
Exceptions
Exceptions允許您順利處理程序運(yùn)行時(shí)發(fā)生的意外情況。要演示Java虛擬機(jī)處理異常的方式,請(qǐng)考慮一個(gè)名為NitPickyMath的類。它提供了對(duì)整數(shù)執(zhí)行加法,減法,乘法,除法和余數(shù)的方法。NitPickyMath在溢出,下溢和被零除的條件下拋出已檢查的異常。Java虛擬機(jī)將在整數(shù)除零上拋出一個(gè)ArithmeticException,但不會(huì)在溢出和下溢上拋出任何異常。方法拋出的異常定義如下:
class OverflowException extends Exception { } class UnderflowException extends Exception { } class DivideByZeroException extends Exception { }
捕獲和拋出異常的簡單方法是remainder類的方法NitPickyMath:
static int remainder(int dividend, int divisor) throws DivideByZeroException { try { return dividend % divisor; } catch (ArithmeticException e) { throw new DivideByZeroException(); } }
該remainder方法僅在傳遞兩個(gè)int參數(shù)時(shí)執(zhí)行余數(shù)運(yùn)算。如果余數(shù)運(yùn)算的除數(shù)為零,則余數(shù)運(yùn)算拋出一個(gè)ArithmeticException。這個(gè)方法捕獲了這個(gè)ArithmeticException并拋出一個(gè)DivideByZeroException。
DivideByZeroException和ArithmeticException之間的差別是DivideByZeroException是一個(gè)檢查異常,并且ArithmeticException是未經(jīng)檢查。因?yàn)锳rithmeticException是非受檢異常,所以方法不需要在throws子句中聲明此異常,即使它可能會(huì)拋出它。任何屬于Error或者RuntimeException子類的異常都是非受檢異常。(ArithmeticException是RuntimeException的子類。)通過捕獲ArithmeticException然后拋出DivideByZeroException,該remainder方法強(qiáng)制其客戶端處理除零異常的可能性,通過捕獲它或在自己的throws子句中聲明DivideByZeroException。這是因?yàn)橐褭z查的異常,例如DivideByZeroException,拋出方法必須由方法捕獲或在方法的throws子句中聲明。未經(jīng)檢查的異常(例如ArithmeticException,不需要在throws子句中捕獲或聲明)。
javac為該remainder方法生成以下字節(jié)碼序列:
The main bytecode sequence for remainder:
0 iload_0 // Push local variable 0 (arg passed as divisor)
1 iload_1 // Push local variable 1 (arg passed as dividend)
2 irem // Pop divisor, pop dividend, push remainder
3 ireturn // Return int on top of stack (the remainder)
The bytecode sequence for the catch (ArithmeticException) clause:
4 pop // Pop the reference to the ArithmeticException
// because it isn't used by this catch clause.
5 new #5 <Class DivideByZeroException>
// Create and push reference to new object of class
// DivideByZeroException.
DivideByZeroException
8 dup // Duplicate the reference to the new
// object on the top of the stack because it
// must be both initialized
// and thrown. The initialization will consume
// the copy of the reference created by the dup.
9 invokenonvirtual #9 <Method DivideByZeroException.<init>()V>
// Call the constructor for the DivideByZeroException
// to initialize it. This instruction
// will pop the top reference to the object.
12 athrow // Pop the reference to a Throwable object, in this
// case the DivideByZeroException,
// and throw the exception.
該remainder方法的字節(jié)碼序列有兩個(gè)獨(dú)立的部分。第一部分是該方法的正常執(zhí)行路徑。這部分從pc偏移0到3。第二部分是catch子句,它從pc偏移4到12。
主字節(jié)碼序列中的irem指令可能會(huì)拋出一個(gè)ArithmeticException。如果發(fā)生這種情況,Java虛擬機(jī)知道通過查找表中的異常來跳轉(zhuǎn)到實(shí)現(xiàn)catch子句的字節(jié)碼序列。捕獲異常的每個(gè)方法都與一個(gè)異常表相關(guān)聯(lián),該異常表在類文件中與方法的字節(jié)碼序列一起傳遞。每個(gè)try塊捕獲的每個(gè)異常在異常表中都有一個(gè)條目。每個(gè)條目都有四條信息:起點(diǎn)和終點(diǎn),要跳轉(zhuǎn)到的字節(jié)碼序列中的pc偏移量,以及正被捕獲的異常類的常量池索引。remainder類的NitPickyMath方法的異常表如下所示:
Exception table:
from to target type
0 4 4 <Class java.lang.ArithmeticException>
上面的異常表指示從pc偏移0到3(包括0),表示ArithmeticException將被捕獲的范圍。在標(biāo)簽“to”下面的表中列出的是try塊的端點(diǎn)值,它總是比捕獲異常的最后一個(gè)pc偏移量多一。在這種情況下,端點(diǎn)值列為4,捕獲到異常的最后一個(gè)pc偏移量為3。此范圍(包括0到3)對(duì)應(yīng)于在remainder的try塊內(nèi)實(shí)現(xiàn)代碼的字節(jié)碼序列。如果ArithmeticException在pc偏移量為0和3之間(包括0和3)之間拋出,則表中列出的"to"就是跳轉(zhuǎn)到的pc偏移量。
如果在執(zhí)行方法期間拋出異常,Java虛擬機(jī)將在異常表中搜索匹配的條目。如果當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器在條目指定的范圍內(nèi),并且拋出的異常類是由條目指定的異常類(或者是指定異常類的子類),則異常表?xiàng)l目匹配。Java虛擬機(jī)按照條目在表中的顯示順序搜索異常表。找到第一個(gè)匹配項(xiàng)后,Java虛擬機(jī)會(huì)將程序計(jì)數(shù)器設(shè)置為新的pc偏移位置并繼續(xù)執(zhí)行。如果未找到匹配項(xiàng),Java虛擬機(jī)將彈出當(dāng)前堆棧幀并重新拋出相同的異常。當(dāng)Java虛擬機(jī)彈出當(dāng)前堆棧幀時(shí),它有效地中止當(dāng)前方法的執(zhí)行并返回調(diào)用此方法的方法。但是,不是在前一個(gè)方法中繼續(xù)正常執(zhí)行,而是在該方法中拋出相同的異常,這會(huì)導(dǎo)致Java虛擬機(jī)經(jīng)歷搜索該方法的異常表的相同過程。
Java程序員可以使用throw語句拋出異常,例如remainder中的一個(gè)子句catch(ArithmeticException),其中一個(gè) DivideByZeroException創(chuàng)建并拋出。執(zhí)行拋出的字節(jié)碼如下表所示:
OPCODE | OPERAND(S) | DESCRIPTION |
---|---|---|
athrow | (none) | pops Throwable object reference, throws the exception |
athrow指令從堆棧中彈出頂部字節(jié),并且會(huì)認(rèn)為它是一個(gè)Throwable子類的引用(或Throwable本身)。拋出的異常是彈出對(duì)象引用定義的類型。
Play Ball!: a Java virtual machine simulation
下面的applet演示了一個(gè)執(zhí)行一系列字節(jié)碼的Java虛擬機(jī)。模擬中的字節(jié)碼序列由javac生成。
類的playBall方法如下所示:
class Ball extends Exception { } class Pitcher { private static Ball ball = new Ball(); static void playBall() { int i = 0; while (true) { try { if (i % 4 == 3) { throw ball; } ++i; } catch (Ball b) { i = 0; } } } }
javac為該playBall方法生成的字節(jié)碼如下所示:
0 iconst_0 // Push constant 0
1 istore_0 // Pop into local var 0: int i = 0;
// The try block starts here (see exception table, below).
2 iload_0 // Push local var 0
3 iconst_4 // Push constant 4
4 irem // Calc remainder of top two operands
5 iconst_3 // Push constant 3
6 if_icmpne 13 // Jump if remainder not equal to 3: if (i % 4 == 3) {
// Push the static field at constant pool location #5,
// which is the Ball exception itching to be thrown
9 getstatic #5 <Field Pitcher.ball LBall;>
12 athrow // Heave it home: throw ball;
13 iinc 0 1 // Increment the int at local var 0 by 1: ++i;
// The try block ends here (see exception table, below).
16 goto 2 // jump always back to 2: while (true) {}
// The following bytecodes implement the catch clause:
19 pop // Pop the exception reference because it is unused
20 iconst_0 // Push constant 0
21 istore_0 // Pop into local var 0: i = 0;
22 goto 2 // Jump always back to 2: while (true) {}
Exception table:
from to target type
2 16 19 <Class Ball>
```
上述內(nèi)容就是如何在Java虛擬機(jī)中處理異常,你們學(xué)到知識(shí)或技能了嗎?如果還想學(xué)到更多技能或者豐富自己的知識(shí)儲(chǔ)備,歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。
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