引子

首先，小編聲明一下，這里講的Exception不僅僅是Exception一個(gè)類，而是異常機(jī)制，就像下面圖中的所有（含繼承Error和Exception的）。

異常類圖

當(dāng)然JDK中更為細(xì)致的異常繼承體系也不是本篇探討內(nèi)容，本次呢，指北君將對(duì)異常在JVM層面的執(zhí)行原理和ARM進(jìn)行介紹，這里ARM也不是芯片架構(gòu)，而是指自動(dòng)資源管理。

異常表

要想了解異常執(zhí)行原理，異常表是一個(gè)最佳的入口，異常表是什么？我來看看下面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述：

exception_table {
    u2 start_pc;
    u2 end_pc;
    u2 handler_pc;
    u2 catch_type;
}

它是虛擬機(jī)中用于表述異常處理的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，我再來看異常表的樣例，下面是一段包含try-catch代碼編譯后的字節(jié)碼中的內(nèi)容：

from    to  target type
            8    41    41   Class java/lang/IllegalArgumentException
            8    41    41   Class java/io/IOException
            8    53    63   any

邏輯上的表述可以用下圖表示：

異常類圖

1. 監(jiān)測(cè)從8-41（41不包含）號(hào)指令的IllegalArgumentException
2. 監(jiān)測(cè)從8-41指令的IOException
3. 監(jiān)測(cè)從8到53指令的結(jié)束動(dòng)作，包含三種情況：跳出指令（比如return指令集）；athrow指令且沒有匹配的異常類型；指令執(zhí)行到最后一條
4. 如果監(jiān)測(cè)到指定動(dòng)作，則按照異常表進(jìn)行跳轉(zhuǎn)

現(xiàn)在，回到異常表，我們可以看到異常表包含多條異常處理數(shù)據(jù)，每條數(shù)據(jù)包含四個(gè)屬性

• from 監(jiān)控的指令集起始編號(hào)
• to 監(jiān)控的指令集結(jié)束編號(hào)
• target 滿足條件后指令跳轉(zhuǎn)目標(biāo)
• 異常匹配的類型，特殊類型any，對(duì)應(yīng)fanally塊，監(jiān)控try塊和catch塊

對(duì)于return,athrow等指令，執(zhí)行順序需要注意，指令是在對(duì)應(yīng)的處理之后執(zhí)行。

可能會(huì)讓你意識(shí)混亂的例子：

public String execOrder(int sn) {
        StringBuilder build = new StringBuilder();
        try {
            build.append("try-block");
            if(sn == 0) {
                return build.append(", end").toString();
            }
        }catch(RuntimeException e) {
            build.append(", catch-block");
        }finally{
            build.append(", finally-block");
        }
        
        return build.toString();
    }

我們之前說過finally塊會(huì)在return之前執(zhí)行，那是不是執(zhí)行結(jié)果是：try->finally->end這種順序呢？實(shí)際的執(zhí)行的結(jié)果是：try-block,end。可以看到，finally塊沒有對(duì)結(jié)果形成影響，當(dāng)然，這并不說它沒執(zhí)行，只是reutrn的結(jié)果在執(zhí)行finally塊時(shí)已經(jīng)計(jì)算出結(jié)果了，在執(zhí)行完finally塊后將之前計(jì)算的結(jié)果返回了而已。所以我們要深入理解了執(zhí)行的原理，才能正確理解結(jié)果。

ARM 自動(dòng)資源管理

講完前面的異常執(zhí)行原理后，指北君現(xiàn)在給大家介紹異常機(jī)制在JDK1.7中一個(gè)優(yōu)化特性：自動(dòng)資源管理。經(jīng)常使用IO的小伙伴一定對(duì)關(guān)閉IO很煩，寫法繁瑣，關(guān)閉前還要做判斷，并且在關(guān)閉塊代碼還要加try-catch，就如同下面類似的代碼：

InputStreamReader in = null;
        OutputStreamWriter out = null;
        try {
            in = new InputStreamReader(new FileInputStream(""));
        }catch(IOException e) {
            
        }finally {
            try {
                if(in != null) {
                    in.close();
                }
                if(out != null) {
                    in.close();
                }
            }catch(IOException e) {
                
            }
        }

反正指北君每次寫這種代碼的時(shí)候很煩，就是那種啥事沒干，占我一塊黃金代碼位置的感覺，對(duì)于有精簡代碼癖好的人來說，就像吃了一口蒼蠅般難受。有了ARM后，我們?cè)賮砜纯葱碌膶懛ǎ?/p>

public void sample2() {
        try (InputStreamReader in  = new InputStreamReader(new FileInputStream(""))){
            in.read();
        }catch(IOException e) {
            
        }finally {
            
        }
    }

是不是簡潔多了，資源直接在try后的括號(hào)內(nèi)進(jìn)行聲明，而且不需要顯式的關(guān)閉流的代碼，這難道就是ARM！是不是有點(diǎn)小興奮！對(duì)于ARM自動(dòng)資源管理要點(diǎn)如下：

• 在try后的括號(hào)內(nèi)聲明需要自動(dòng)關(guān)閉的資源
• 資源必須實(shí)現(xiàn)一個(gè)關(guān)鍵接口：AutoCloseable。在滿足上面的條件后，JDK將為我們自動(dòng)關(guān)閉資源。當(dāng)然這種寫法即使想手動(dòng)關(guān)閉，在catch和finally部分也拿不到資源引用。

又到了追根溯源環(huán)節(jié)了，自動(dòng)資源管理是如何實(shí)現(xiàn)的呢？先看看class文件有啥變化。

21: aload_3
22: invokevirtual #112                // Method java/io/InputStreamReader.read:()I
25: pop
26: ldc           #51                 // String try-block
28: astore        4
30: aload_3
31: ifnull        94
34: aload_3
35: invokevirtual #103                // Method java/io/InputStreamReader.close:()V
38: goto          94
41: astore_1
42: aload_3
43: ifnull        50
46: aload_3
47: invokevirtual #103                // Method java/io/InputStreamReader.close:()V
50: aload_1
51: athrow
52: astore_2

對(duì)比之前的字節(jié)碼文件，我們明顯發(fā)現(xiàn)雖然代碼行數(shù)少了，但是Class編譯后的內(nèi)容一點(diǎn)都沒少，而且異常表中除了finally對(duì)應(yīng)的處理，還增加了額外的部分。具體幾個(gè)不同點(diǎn)：

1. 字節(jié)碼中竟然有close調(diào)用
2. 異常表中增加了內(nèi)容

Exception table:
    from    to  target type
       21    30    41   any
        4    52    52   any
        0    74    74   Class java/io/IOException
        0    78    85   any

好奇怪的異常表，我們查看指令，可以明顯找出最后一條是對(duì)應(yīng)finally處理。前面的呢？經(jīng)過分析我們發(fā)現(xiàn)前面是finally形式的關(guān)閉資源。看到這里，結(jié)果就很明顯了，自動(dòng)資源管理實(shí)際是上編譯幫助我們做了顯示關(guān)閉的邏輯，在JVM執(zhí)行層面沒有增加新的功能。簡而言之，自動(dòng)資源管理是編譯器層面的改進(jìn)，通過擴(kuò)展語法和增強(qiáng)編譯能力（增加自動(dòng)的資源關(guān)閉能力）來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化編碼。

總結(jié)

關(guān)于Java的異常的原理，以及自動(dòng)資源管理的用法和實(shí)現(xiàn)方式，就給大家介紹到這里。