昨天的面试官居然是位小姐姐，聊了半个多小时的异常处理
- 2022 年 3 月 9 日
- 筆記
大风吹去了往日的雾霾，阳光透过窗户照进来，透过窗户可以看到远处的山脉与蓝天相接，这可比我那永远见不到阳光的出租屋好多了。渐渐走进的脚步声打断了我的思绪，一位小姐姐坐在了面前，甜甜的香水味立刻钻进了我的鼻孔。
小姐姐微笑地说：”您好，我是今天的面试官，那么开始吧？“
我收起直勾勾的眼睛，说：“好的。”
小姐姐说：“在Java的异常处理中有两大组成要素：抛出异常和捕获异常。那么抛出异常可以分为哪两种呢？”
我立刻回答到：
抛出异常可以分为显式和隐式。显式抛异常是在代码中使用throw关键字手动将异常实例抛出。隐式抛异常是 Java 虚拟机在执行过程中，遇到无法继续执行的异常状态，自动将异常实例抛出，比如我们经常遇到的空指针异常（NullPointerException）。
小姐姐说：“很好，那么捕获异常中经常用到哪些关键字呢？”
我立刻回答到：
我们一般用到try、catch、finally等关键字。try被用来标记需要进行异常监控的代码；catch被用来捕获在try 监控的代码中触发的某种指定类型的异常，还可以定义针对该异常类型进行如何处理；finally被用来声明一段无论发生什么异常都必定运行的代码，它避免跳过某些关键的清理代码，比如：关闭已打开的IO资源。
小姐姐说：“很好，如果三个关键字一起使用，代码执行的顺序是什么样子的？”
我立刻回答到：
在正常执行的情况下，先执行try中的代码再执行finally中的代码。
如果try中的代码触发异常，并且异常没有被捕获，finally中代码会被直接执行，并且在执行之后重新抛出该异常；如果异常被catch捕获，先执行catch中的代码再执行finally中的代码。
如果catch中的代码也触发了异常，那么finally中代码同样会被执行，并会抛出catch代码触发的那个异常。如果finally中的代码也触发了异常，那么会中断当前finally 代码的执行，并抛出异常。
小姐姐说：“很好，在Java虚拟机中，是通过什么方式实现异常处理？”
这个问题有点难度，我稍微思考了一下回答到：
主要是通过异常表。在编译生成的字节码中，每个方法都附带一个异常表。异常表中可能有多条记录，每一条记录都包括from指针、to 指针、target指针和所捕获的异常类型。这些指针的值是字节码索引（bytecode index），用于定位字节码。
其中，from指针和to指针表示异常处理监控的范围，比如： try所覆盖的范围。target指针指向异常处理代码的起始位置，比如：catch代码的起始位置。
如果有异常触发时，Java虚拟机会从上至下遍历异常表中的所有记录。当触发异常的字节码的索引值在某个异常表记录的监控范围内，Java虚拟机会判断所抛出的异常和该记录想要捕获的异常是否匹配。如果匹配，控制流转将会移至该记录 target 指针指向的字节码。
小姐姐说：“有点抽象，可以举个例子吗？”
“当然可以。”我一边说，一边在纸上写了起来：
public class OneMore {
public static void main(String[] args) {
String str = "万猫学社";
try {
str = "try";
} catch (Exception e) {
str = "catch";
}
}
}
这段代码的 main 方法中，我定义了一段try 和catch 代码。编译过后的字节码中，这个方法的异常表拥有一个记录：
public static void main(java.lang.String[]);
descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=1, locals=3, args_size=1
0: ldc #2 // String 万猫学社
2: astore_1
3: ldc #3 // String try
5: astore_1
6: goto 13
9: astore_2
10: ldc #5 // String catch
12: astore_1
13: return
Exception table:
from to target type
3 6 9 Class java/lang/Exception
其from指针和to指针分别为 3 和 6，代表它的监控范围从索引为 3 的字节码开始，到索引为 6 的字节码结束（不包括 6）。该记录的 target 指针是 9，代表这个异常处理从索引为 9 的字节码开始。该记录的最后一列，代表该异常处理所捕获的异常类型是Exception。
当触发异常的字节码的索引值在 3 和 6 之间时，Java虚拟机会判断所抛出的异常是否时Exception。如果是，控制流转将会移至索引为 9 的字节码开始执行。
小姐姐满意地说：“很好，我去叫HR和你聊聊，如果顺利的话，今天就可以发offer。”
参考文献：
《Java编程思想》
《Java核心技术》
《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与实践》
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