Java异常体系中finally和return执行顺序的反编译分析详解

最新推荐文章于 2023-03-02 09:23:54 发布

原创最新推荐文章于 2023-03-02 09:23:54 发布 · 393 阅读

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#java #后端 #开发语言

本文通过反编译Java代码详细解析了try/catch块与finally块中return语句的执行顺序及其对方法返回值的影响，揭示了finally块是否能改变方法的实际返回值。

问题

Java异常体系中，在try块或catch块内使用return时，可能会出现出乎开发人员预料的结果，引发问题的主要原因是对finally和return的执行顺序的不熟悉，本文将对相关代码进行反编译，分析其执行顺序。

先看下列一段代码：

	public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("main i = " + test());
    }

    public static int test(){
        int i = 100;
        try{
            i = 200;
            System.out.println("try i = " + i);
            return i = 300;
        }finally {
            i = 400;
            System.out.println("finally i = " + i);
        }
    }

}

执行结果如下：

try i = 200
finally i = 400
main i = 300

执行结果可能会不符合部分开发人员的预期，因为相信在开发人员学习异常体系的时候，都会听过finally在最后必定执行这句话，从执行结果来看finally块也的确被安排在最后执行，但却没能改变返回结果，引出了本篇博文想要深入探讨的问题，即finally块和return语句的执行顺序。

分析

try块/catch块有return

接下来对Test测试类进行javap反编译结果分析，在分析前，先简单对方法进行简化，以使得反编译结果聚焦在要讨论的问题上，简化后代码如下：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

    public static int test(){
        int i = 100;
        try{
            i = 200;
            return i = 300;
        }finally {
            i = 400;
        }
    }

}

test()方法反编译结果如下，结果中会添加注释：

public static int test();
    Code:
       0: bipush        100		//将100送入操作数栈顶
       2: istore_0				//将栈顶int型数值(100)存入第0个本地变量
       3: sipush        200		//将200送入操作数栈顶
       6: istore_0				//将栈顶int型数值(200)存入第0个本地变量 此时第0个本地变量被覆盖 现值为200
       7: sipush        300		//将300送入操作数栈顶
      10: dup					//复制栈顶数值并将复制值压入栈顶 此时栈内两个300
      11: istore_0				//将栈顶int型数值(300)存入第0个本地变量 此时第0个本地变量被覆盖 现值为300
      12: istore_1				//将栈顶int型数值(300)存入第1个本地变量
      13: sipush        400		//将400送入操作数栈顶
      16: istore_0				//将栈顶int型数值(400)存入第0个本地变量 此时第0个本地变量被覆盖 现值为400
      17: iload_1				//将第1个本地变量(300)送到栈顶 
      18: ireturn				//从当前方法返回int
      19: astore_2
      20: sipush        400		//将400送入操作数栈顶
      23: istore_0				//将栈顶int型数值(400)存入第0个本地变量
      24: aload_2
      25: athrow

结果中出现过的JVM指令说明如下，说明中所提及的栈均为操作数栈：


指令	说明
bipush	将单字节的常量值(-128~127)推送至栈顶
sipush	将一个短整型常量值(-32768~32767)推送至栈顶
istore_x	将栈顶int型数值存入第x个本地变量
iload_x	将指定的第x个int型本地变量推送至栈顶
astore_x	将栈顶引用型数值存入第x个本地变量
aload_x	将第x个引用类型本地变量推送至栈顶
ireturn	从当前方法返回int
athrow	将栈顶的异常抛出
dup	复制栈顶数值并将复制值压入栈顶

根据上文反编译结果分析可见指令流程大体如下：

执行return前代码：0~6行执行i = 100; i =200;
执行return语句：注意是此处是执行return语句，并非返回操作，7~12行执行i = 300;
执行finally语句：13~16行执行i = 400;
执行return返回操作：17~18行返回栈顶int型数值，将数据送至栈顶时，推送的本地变量是return语句最后保存的本地变量，而非finally块内最后保存的本地变量。

至此可以清楚的弄清，finally和return的执行顺序是

return语句执行。
finally执行。
return执行返回。finally内修改return语句将要返回的对象并不实际影响返回结果。

catch块中存在return时情况与try块完全一致，finally的内容也无法实际影响catch块中的return返回。

当出现try块和catch块都有return语句时，程序照常运行，出现异常时执行catch，无异常执行try块。

try块和finally块都有return

现将代码修改如下，以模拟标题所述情况：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

    public static int test(){
        int i = 100;
        try{
            i = 200;
            return i = 300;
        }finally {
            i = 400;
            return i;
        }
    }
}

上面一段代码test()方法反编译结果如下，重复部分不做冗余注释：

public static int test();
    Code:
       0: bipush        100
       2: istore_0
       3: sipush        200
       6: istore_0
       7: sipush        300
      10: dup
      11: istore_0			//try块中的300保存在本地变量0
      12: istore_1			//try块中的300保存在本地变量1
      13: sipush        400
      16: istore_0			//finally块中的400保存在本地变量0 覆盖300
      17: iload_0			//将本地变量0(400) 送入栈顶
      18: ireturn			//栈顶返回
      19: astore_2
      20: sipush        400
      23: istore_0
      24: iload_0
      25: ireturn

通过反编译结果可见17行在返回之前从送到操作数栈顶的变量是finally中最后修改过的值。

由此可以得出结论，当try/catch块和finally块中同时存在return语句时，实际执行的是finally块中的return语句。

相信仔细阅读的读者在以上的反编译结果也会发现一个问题，就是为什么看似finally块在字节码中执行了两次，尤其是为什么会有两个ireturn指令。对此笔者也是深受困扰，四下搜索也没有结果，如若有读者了解还请赐教纠正。