67194卷向字节码-Java异常到底是怎么被处理的？

1. 异常机制简介

• Java 通过异常机制来处理程序运行时的错误，分为检查型异常（Checked Exception）和非检查型异常（Unchecked Exception）。
• 异常处理依赖 try-catch-finally 语句块。

2. Java 字节码中的异常处理结构

• 在编译后的 .class 文件中，异常处理信息存储在 异常表（Exception Table） 中。
• 异常表记录了异常处理的起始和结束代码范围，以及对应的处理代码块入口（catch块）。

2.1 异常表结构

异常表是每个方法的属性之一，记录条目格式包括：

3. 异常抛出与捕获流程（字节码层）

3.1 抛出异常

• Java 代码执行时，遇到 throw new Exception()，JVM 创建异常对象并开始异常处理流程。
• 字节码使用 athrow 指令抛出异常对象。

3.2 查找异常处理器

• JVM从当前执行指令的异常表开始，查找能处理当前异常类型的 catch 块。
• 查找条件：异常发生指令的PC地址在异常表的 [start_pc, end_pc) 范围内，且异常类型匹配（继承关系支持）。

3.3 找到处理器

• 如果找到匹配的处理器，则跳转到 handler_pc 指令执行 catch 代码。
• 如果没有，调用栈回退，逐层查找调用方法的异常处理器。

3.4 finally 处理

• finally 块在字节码中通常实现为异常表中 catch_type=0 的处理器，保证无论是否异常都能执行。

4. 关键字节码指令示例

5. 例子：简单异常代码与对应字节码结构

5.1 Java代码

public void example() {
    try {
        int a = 1 / 0;
    } catch (ArithmeticException e) {
        System.out.println("Exception caught");
    }
}

5.2 编译后的异常表伪代码

• 当执行除零异常，抛出异常，JVM查看异常表，发现异常位于 [0,10)，异常类型匹配，跳转到 handler_pc=11 执行catch。

6. JVM异常处理特点

• 异常处理是基于 表驱动（Exception Table），而非线性搜索。
• 异常表存在于 .class 文件的 Code 属性中，保证运行时高效查找。
• 异常抛出会产生性能开销，非异常路径性能不受影响。

7. 小结