你真的了解Java中的finally吗?

本文深入探讨Java中finally块的执行条件,包括不会执行的特殊情况及如何在return语句前执行。通过多个示例代码解析finally的工作原理,强调其在异常处理中的作用。

序章

首先抛出一个问题:Java中的finally一定会执行吗?

很多人都认为finally是一定会执行的,其中包括一些经验老到的程序员。可惜并不像大多数人所想的那样,这个问题的答案是否定的

接下来带大家一同探讨这个问题。

01 什么情况下finally不会被执行?

例 1:

    @Test
    void test1() {
        try {
            System.out.println("try");
            System.exit(0);//退出程序
        }catch (Exception e){
            System.out.println("catch");
        }finally {
            System.out.println("finally");
        }
    }

执行结果:

try

finally语句块没有被执行,为什么呢?因为我们在语句块中执行了System.exit(0) ,终止了jvm的运行。有人有疑问了,一般情况下也不会有人在程序中调用System.exit(0) 的,那么我不在程序中调用此方法,finally语句块就一定会执行吗?

答案还是否定的。当一个线程在执行 try 语句块或者 catch 语句块时被打断(interrupted)或者被终止(killed),与其相对应的 finally 语句块可能不会执行

02 什么情况下finally会被执行?

例 2:

    @Test
    void test2() {
        try {
            System.out.println("try");
            return;
        }finally {
            System.out.println("finally");
        }
    }

执行结果:

try
finally

此例说明 finally 语句块在 try 语句块中的 return 语句之前执行

例 3:

@Test
    void test3() {
        System.out.println(test33());
    }
    public String test33(){
        try {
            System.out.println("try");
            int i=1/0;
            return "a";
        }catch (Exception e){
            System.out.println("catch");
            return "b";
        }finally {
            System.out.println("finally");
        }
    }

执行结果:

try
catch
finally
b

说明了 finally 语句块在 catch 语句块中的 return 语句之前执行

从例2和例3我们可以看出,其实 finally 语句块是在 try 或者 catch 中的 return 语句之前执行的。更加一般的说法是,finally 语句块应该是在控制转移语句之前执行,控制转移语句除了 return 外,还有 break 和 continue。另外,throw 语句也属于控制转移语句。虽然 return、throw、break 和 continue 都是控制转移语句,但是它们之间是有区别的。其中 return 和 throw 把程序控制权转交给它们的调用者(invoker),而 break 和 continue 的控制权是在当前方法内转移。

接下来

例 4:

    @Test
    public void test4(){
        System.out.println(getValue());
    }
    public int getValue(){
        try {
            return 1;
        }finally {
            return 2;
        }
    }

执行结果:

2

例5:

    @Test
    public void test5(){
        System.out.println(hello());
    }
    public String hello(){
        String s = "hello";
        try {
            return s;
        }finally {
            s = s + " finally";
        }
    }

执行结果:

hello

利用我们上面分析得出的结论:finally 语句块是在 try 或者 catch 中的 return 语句之前执行的。由此,可以很容易理解例4的结果是2;

那么例5的结果为什么不是hello finally,而是hello呢?

实际上,Java 虚拟机会把 finally 语句块作为 subroutine直接插入到 try 语句块或者 catch 语句块的控制转移语句之前。但是,还有另外一个不可忽视的因素,那就是在执行 subroutine(也就是 finally 语句块)之前,try 或者 catch 语句块会保留其返回值到本地变量表(Local Variable Table)中。待 subroutine 执行完毕之后,再恢复保留的返回值到操作数栈中,然后通过 return 或者 throw 语句将其返回给该方法的调用者(invoker)。请注意,前文中我们曾经提到过 return、throw 和 break、continue 的区别,对于这条规则(保留返回值),只适用于 return 和 throw 语句,不适用于 break 和 continue 语句,因为它们根本就没有返回值。

那么为了切实的看到try-finally执行,我们把例5的字节码文件拿出来分析

public void test5();
  Code:
     0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;     	 	//--PrintStream压入栈顶
     3: aload_0																							//--将引用类型本地变量推送至栈顶0的位置
     4: invokevirtual #3                  // Method hello:()Ljava/lang/String;							//--调用实例方法hello()
     7: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V		//--调用方法println()
    10: return																							//--从当前方法返回void

public java.lang.String hello();
  Code:
     0: ldc           #5                  // String hello													//--将常量hello从常量池中推送至栈顶
     2: astore_1																							//--将引用类型从栈顶拉到本地变量1的位置
     3: aload_1																							//--将引用类型本地变量推送至栈顶1的位置
     4: astore_2																							//--将引用类型从栈顶拉到本地变量2的位置
     5: new           #6                  // class java/lang/StringBuilder								//--创建一个对象StringBuilder
     8: dup																								//--复制栈顶的值重新压入栈顶
     9: invokespecial #7                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V					//--调用超类构造方法StringBuilder()
    12: aload_1																							//--将引用类型本地变量推送至栈顶1的位置
    13: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;		//--调用方法append()
    16: ldc           #9                  // String  finally																			//--finally从常量池推送至栈顶
    18: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;		//--调用方法append()
    21: invokevirtual #10                 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;								//--调用方法toString()
    24: astore_1
    25: aload_2
    26: areturn																							//--返回引用类型
    27: astore_3
    28: new           #6                  // class java/lang/StringBuilder
    31: dup
    32: invokespecial #7                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
    35: aload_1
    36: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
    39: ldc           #9                  // String  finally
    41: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
    44: invokevirtual #10                 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
    47: astore_1
    48: aload_3
    49: athrow																							//--将栈顶的异常抛出
  Exception table:
     from    to  target type
         3     5    27   any																				//--从3到5的这段指令出现异常,则由27开始的指令来处理

可以看到在执行16步之前,先执行了0-4步,将hello存入本地变量表2位置;

没有异常时:

执行finally16-24,拼接成"hello finally",存入本地变量表1的位置;接着执行25-26,取出变量表2位置的"hello"返回给调用者;

有异常时:

执行finally39-47,拼接成"hello finally",存入本地变量表1的位置;如果有异常会把异常存到本地变量表3的位置,然后执行48-49,取出异常抛出。

所以结果不是hello finally,而是hello。

03 练习

例5​:

@Test
    public void test6(){
        System.out.println(test66());
    }
    public int test66(){
        int i = 1;
        try {
            i = 5;
        } finally {
            i++;
            return i;
        }
    }

执行结果:

6

例7:

@Test
    public void test7() {
        System.out.println(test76());
    }public String test76() {
        try {
            System.out.println("try");
            return test77();
        } finally {
            System.out.println("finally");
        }
    }public String test77() {
        System.out.println("print test77");
        return "return test77";
    }

执行结果:

try
print test77
finally
return test77

例8:

    @Test
    public void test8(){
        System.out.println(test88());
    }
    public int test88(){
        try {
            int a=1/0;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("catch");
            return 11;
        } finally {
            System.out.println("finally");
            return 22;
        }
    }

执行结果:

catch
finally
22​

例9​:

@Test
    public void test10(){
        try {
            int a=1/0;
        }catch (Exception e){
            throw new RuntimeException("除0异常");
        }finally {
            System.out.println("finally");
            return;
        }
    }

通过练习之后,小伙伴们是不是掌握finally的用法了。

​总结一下:

1、除了前面1中讨论的情况finally 块必然执行,不论发生异常与否,也不论在 finally 之前是否有return。

2、finally 执行总是在return之前​。

3、finally 中若有return,则try或者catch中的return​就不会执行了。所以要注意不要写出例9代码,防止出现无法察觉的错误​。

<think>首先,用户的问题是:“我想了解Javafinally块的执行行为 请问Java finally块是否总是会执行”。我需要基于提供的引用内容来回答。 关键引用: - 引用[1]:finally代码块不一定执行,比如在特殊情况下。 - 引用[2]:finally块并非在所有情况下都会执行。 - 引用[3]:列出了finally块不会执行的场景: 1. 调用System.exit() 2. JVM崩溃或严重错误 3. 无限循环/阻塞 4. 守护线程的非守护线程终止 - 引用[4]:finally块在try块中退出JVM时不会执行。 - 引用[5]:从字节码层面解释finally块的执行机制。 所以,答案是否定的,finally块并不总是会执行。我需要清晰地解释原因和场景。 回答结构: 1. 直接回答问题:不,finally块并不总是会执行。 2. 解释为什么通常认为它总是执行:finally块的设计初衷是确保在try块之后执行清理代码,比如关闭资源。 3. 列出finally块不会执行的场景: - 调用System.exit()方法 - JVM崩溃或出现严重错误(如OutOfMemoryError) - try块进入无限循环或阻塞状态 - 守护线程在非守护线程终止时 4. 提供示例代码或解释来阐明这些场景。 5. 自然地添加引用标识:[^1], [^2], [^3], [^4], [^5]。 系统级指令: - 行内数学表达式用$...$,但这里没有数学内容,所以可能不需要。 - 独立公式用$$...$$,但同样不适用。 - LaTeX语法正确:确保任何代码或表达式正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题:在回答后添加相关问题部分。 - 回答中引用的段落末尾添加引用标识。 用户可见层: - 结构清晰:分步骤或分点回答。 - 保证真实可靠:基于引用内容。 最终回答结构: 1. 开头直接回答。 2. 解释finally块的正常行为。 3. 详细说明finally块不会执行的场景。 4. 总结。 5. 添加相关问题。 相关问题: - 基于引用,生成2-3个相关问题。 - 例如:finally块在异常处理中的优先级是什么? - 如何确保finally块总是执行? - finally块在字节码层面是如何实现的? 现在,撰写回答。</think>### Java finally块的执行行为分析 在Java异常处理机制中,`finally`块被设计用于确保关键代码(如资源清理)在`try`块执行后运行,无论是否发生异常。然而,**finally块并不总是会执行**。在大多数正常场景下,它确实会执行,但某些特殊情况会导致其被跳过。下面我将逐步解释其行为,确保回答清晰可靠。 #### 1. **finally块的正常行为** - **设计初衷**:`finally`块是`try-catch-finally`结构的一部分,旨在保证代码在`try`块正常结束或抛出异常后都能运行。例如,在文件操作中关闭流: ```java try { // 可能抛出异常的代码 FileInputStream file = new FileInputStream("test.txt"); } catch (IOException e) { // 异常处理 } finally { // 通常执行:关闭资源 if (file != null) file.close(); } ``` - **执行优先级**:在`try`块中,即使有`return`语句或异常被捕获,`finally`块也会在方法返回前执行。这确保了资源释放的可靠性[^5]。 #### 2. **finally块不会执行的场景** 尽管`finally`块在多数情况下可靠,但以下特殊情况会导致其被跳过(基于JVM底层机制): | 场景 | 示例代码 | 解释 | |------|----------|------| | **调用`System.exit()`** | `try { System.exit(0); } finally { System.out.println("不会执行"); }` | `System.exit()`直接终止JVM进程,后续代码(包括`finally`)均不执行[^3][^4]。 | | **JVM崩溃或严重错误** | `try { throw new OutOfMemoryError(); } finally { /* 不执行 */ }` | 发生`Error`(如`OutOfMemoryError`或`StackOverflowError`)可能导致JVM崩溃,跳过`finally`块[^3]。 | | **无限循环或阻塞** | `try { while(true); } finally { /* 无法到达 */ }` | 如果`try`块进入死循环或永久阻塞(如线程挂起),`finally`块永远不会被执行[^3]。 | | **守护线程的非守护线程终止** | `Thread daemon = new Thread(() -> { try { ... } finally { /* 可能不执行 */ } }); daemon.setDaemon(true); daemon.start();` | 当所有非守护线程结束时,JVM会立即终止守护线程,此时`finally`块可能未执行[^3]。 | #### 3. **总结** - **通常执行**:在标准异常处理中(如`try`块正常结束或抛出`Exception`),`finally`块几乎总是执行,这符合其设计初衷[^2][^5]。 - **不执行的例外**:上述场景涉及JVM级中断或不可恢复错误,此时`finally`块被跳过,因为JVM已无法继续执行代码[^1][^4]。开发中应避免这些情况,例如不要滥用`System.exit()`。 - **最佳实践**:对于关键清理逻辑,建议结合`try-with-resources`(Java 7+)自动管理资源,减少对`finally`的依赖。 总之,`finally`块并非绝对可靠,但在可控环境下能有效保障代码健壮性[^3][^5]。
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