关于Java中finally语句块的深度辨析.docx
《关于Java中finally语句块的深度辨析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《关于Java中finally语句块的深度辨析.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
关于Java中finally语句块的深度辨析
关于Java中finally语句块的深度辨析
乍看这个题目，是不是有人会问，这个谁不知道啊，大凡熟悉Java编程的人都知道finally语句块的作用和用法。
有什么可深度辨析的呢？
事实并非如此，我发现即使写了很多年Java程序的人，也不一定能够透彻的理解finally语句块。
本篇将以生动形象的案例来带您由浅入深的来分析一下这个小小的finally，希望这篇文章能够让您真正的理解finally语句块的本质，至少阅读完本篇文章后，没有觉得浪费了时间。
可不能小看这个简单的finally，看似简单的问题背后，却隐藏了无数的玄机。
接下来我就带您一步一步的揭开这个finally的神秘面纱。
问题分析
首先来问大家一个问题：
finally语句块一定会执行吗？
很多人都认为finally语句块是肯定要执行的，其中也包括一些很有经验的Java程序员。
可惜并不像大多人所认为的那样，对于这个问题，答案当然是否定的，我们先来看下面这个例子。
清单1.
publicclassTest{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
System.out.println（"returnvalueoftest（）:
"+test（））;
}
publicstaticinttest（）{
inti=1;
//if（i==1）
//return0;
System.out.println（"thepreviousstatementoftryblock"）;
i=i/0;
try{
System.out.println（"tryblock"）;
returni;
}finally{
System.out.println（"finallyblock"）;
}
}
}
清单1的执行结果如下：
thepreviousstatementoftryblock
Exceptioninthread"main"java.lang.ArithmeticException:
/byzero
at.bj.charlie.Test.test（Test.java:
15）
at.bj.charlie.Test.main（Test.java:
6）
另外，如果去掉上例中被注释的两条语句前的注释符，执行结果则是：
returnvalueoftest（）:
0
在以上两种情况下，finally语句块都没有执行，说明什么问题呢？
只有与finally相对应的try语句块得到执行的情况下，finally语句块才会执行。
以上两种情况，都是在try语句块之前返回（return）或者抛出异常，所以try对应的finally语句块没有执行。
那好，即使与finally相对应的try语句块得到执行的情况下，finally语句块一定会执行吗？
不好意思，这次可能又让大家失望了，答案仍然是否定的。
请看下面这个例子（清单2）。
清单2.
publicclassTest{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
System.out.println（"returnvalueoftest（）:
"+test（））;
}
publicstaticinttest（）{
inti=1;
try{
System.out.println（"tryblock"）;
System.exit（0）;
returni;
}finally{
System.out.println（"finallyblock"）;
}
}
}
清单2的执行结果如下：
tryblock
finally语句块还是没有执行，为什么呢？
因为我们在try语句块中执行了System.exit（0）语句，终止了Java虚拟机的运行。
那有人说了，在一般的Java应用中基本上是不会调用这个System.exit（0）方法的。
OK！
没有问题，我们不调用System.exit（0）这个方法，那么finally语句块就一定会执行吗？
再一次让大家失望了，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。
还有更极端的情况，就是在线程运行try语句块或者catch语句块时，突然死机或者断电，finally语句块肯定不会执行了。
可能有人认为死机、断电这些理由有些强词夺理，没有关系，我们只是为了说明这个问题。
回页首
finally语句剖析
说了这么多，还是让我们拿出些有说服力的证据吧！
还有什么证据比官方的文档更具说服力呢？
让我们来看看官方上的《TheJavaTutorials》中是怎样来描述finally语句块的吧！
以下位于****之间的容原封不动的摘自于《TheJavaTutorials》文档。
*******************************************************************************
ThefinallyBlock
Thefinallyblockalwaysexecuteswhenthetryblockexits.Thisensuresthatthefinallyblockisexecutedevenifanunexpectedexceptionoccurs.Butfinallyisusefulformorethanjustexceptionhandling—itallowstheprogrammertoavoidhavingcleanupcodeaccidentallybypassedbyareturn,continue,orbreak.Puttingcleanupcodeinafinallyblockisalwaysagoodpractice,evenwhennoexceptionsareanticipated.
Note:
IftheJVMexitswhilethetryorcatchcodeisbeingexecuted,thenthefinallyblockmaynotexecute.Likewise,ifthethreadexecutingthetryorcatchcodeisinterruptedorkilled,thefinallyblockmaynotexecuteeventhoughtheapplicationasawholecontinues.
*******************************************************************************
请仔细阅读并认真体会一下以上两段英文，当你真正的理解了这两段英文的确切含义，你就可以非常自信的来回答“finally语句块是否一定会执行？
”这样的问题。
看来，大多时候，并不是Java语言本身有多么高深，而是我们忽略了对基础知识的深入理解。
接下来，我们看一下finally语句块是怎样执行的。
在排除了以上finally语句块不执行的情况后，finally语句块就得保证要执行，既然finally语句块一定要执行，那么它和try语句块与catch语句块的执行顺序又是怎样的呢？
还有，如果try语句块中有return语句，那么finally语句块是在return之前执行，还是在return之后执行呢？
带着这样一些问题，我们还是以具体的案例来讲解。
关于try、catch、finally的执行顺序问题，我们还是来看看权威的论述吧！
以下****之间的容摘自Java语言规第四版（《TheJava™ProgrammingLanguage,FourthEdition》）中对于try，catch，和finally的描述。
*******************************************************************************
12.4.Try,catch,andfinally
YoucatchexceptionsbyenclosingcodeinTryblocks.ThebasicsyntaxforaTryblockis:
try{
statements
}catch（exception_type1identifier1）{
statements
}catch（exception_type2identifier2）{
statements
...
}finally{
statements
}
whereeitheratleastonecatchclause,orthefinallyclause,mustbepresent.Thebodyofthetrystatementisexecuteduntileitheranexceptionisthrownorthebodyfinishessuccessfully.Ifanexceptionisthrown,eachcatchclauseisexaminedinturn,fromfirsttolast,toseewhetherthetypeoftheexceptionobjectisassignabletothetypedeclaredinthecatch.Whenanassignablecatchclauseisfound,itsblockisexecutedwithitsidentifiersettoreferencetheexceptionobject.Noothercatchclausewillbeexecuted.Anynumberofcatchclauses,includingzero,canbeassociatedwithaparticularTRyaslongaseachclausecatchesadifferenttypeofexception.Ifnoappropriatecatchisfound,theexceptionpercolatesoutofthetrystatementintoanyoutertrythatmighthaveacatchclausetohandleit.
Ifafinallyclauseispresentwithatry,itscodeisexecutedafterallotherprocessinginthetryiscomplete.Thishappensnomatterhowcompletionwasachieved,whethernormally,throughanexception,orthroughacontrolflowstatementsuchasreturnorbreak.
*******************************************************************************
上面这段文字的大体意思是说，不管try语句块正常结束还是异常结束，finally语句块是保证要执行的。
如果try语句块正常结束，那么在try语句块中的语句都执行完之后，再执行finally语句块。
如果try中有控制转移语句（return、break、continue）呢？
那finally语句块是在控制转移语句之前执行，还是之后执行呢？
似乎从上面的描述中我们还看不出任何端倪，不要着急，后面的讲解中我们会分析这个问题。
如果try语句块异常结束，应该先去相应的catch块做异常处理，然后执行finally语句块。
同样的问题，如果catch语句块中包含控制转移语句呢？
finally语句块是在这些控制转移语句之前，还是之后执行呢？
我们也会在后续讨论中提到。
其实，关于try，catch，finally的执行流程远非这么简单，有兴趣的读者可以参考Java语言规第三版（《TheJava™LanguageSpecification,ThirdEdition》）中对于Executionoftry-catch-finally的描述，非常复杂的一个流程。
限于篇幅的原因，本文不做摘录，请感兴趣的读者自行阅读。
回页首
finally语句示例说明
下面，我们先来看一个简单的例子（清单3）。
清单3.
publicclassTest{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
try{
System.out.println（"tryblock"）;
return;
}finally{
System.out.println（"finallyblock"）;
}
}
}
清单3的执行结果为：
tryblock
finallyblock
清单3说明finally语句块在try语句块中的return语句之前执行。
我们再来看另一个例子（清单4）。
清单4.
publicclassTest{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
System.out.println（"returevalueoftest（）:
"+test（））;
}
publicstaticinttest（）{
inti=1;
try{
System.out.println（"tryblock"）;
i=1/0;
return1;
}catch（Exceptione）{
System.out.println（"exceptionblock"）;
return2;
}finally{
System.out.println（"finallyblock"）;
}
}
}
清单4的执行结果为：
tryblock
exceptionblock
finallyblock
returevalueoftest（）:
2
清单4说明了finally语句块在catch语句块中的return语句之前执行。
从上面的清单3和清单4，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转移。
请大家先记住它们的区别，在后续的分析中我们还会谈到。
还是得来点有说服力的证据，下面这段摘自Java语言规第四版（《TheJava™ProgrammingLanguage,FourthEdition》），请读者自己体会一下其含义。
*******************************************************************************
Afinallyclausecanalsobeusedtocleanupforbreak,continue,andreturn,whichisonereasonyouwillsometimesseeatryclausewithnocatchclauses.Whenanycontroltransferstatementisexecuted,allrelevantfinallyclausesareexecuted.Thereisnowaytoleaveatryblockwithoutexecutingitsfinallyclause.
*******************************************************************************
好了，看到这里，是不是有人认为自己已经掌握了finally的用法了？
先别忙着下结论，我们再来看两个例子–清单5和清单6。
清单5.
publicclassTest{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
System.out.println（"returnvalueofgetValue（）:
"+getValue（））;
}
publicstaticintgetValue（）{
try{
return0;
}finally{
return1;
}
}
}
清单5的执行结果：
returnvalueofgetValue（）:
1
清单6.
publicclassTest{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
System.out.println（"returnvalueofgetValue（）:
"+getValue（））;
}
publicstaticintgetValue（）{
inti=1;
try{
returni;
}finally{
i++;
}
}
}
清单6的执行结果：
returnvalueofgetValue（）:
1
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，可以轻松的理解清单5的执行结果是1。
因为finally中的return1；语句要在try中的return0；语句之前执行，那么finally中的return1；语句执行后，把程序的控制权转交给了它的调用者main（）函数，并且返回值为1。
那为什么清单6的返回值不是2，而是1呢？
按照清单5的分析逻辑，finally中的i++；语句应该在try中的returni；之前执行啊？
i的初始值为1，那么执行i++；之后为2，再执行returni；那不就应该是2吗？
怎么变成1了呢？
关于Java虚拟机是如何编译finally语句块的问题，有兴趣的读者可以参考《TheJavaTMVirtualMachineSpecification,SecondEdition》中7.13节Compilingfinally。
那里详细介绍了Java虚拟机是如何编译finally语句块。
实际上，Java虚拟机会把finally语句块作为subroutine（对于这个subroutine不知该如何翻译为好，干脆就不翻译了，免得产生歧义和误解。
）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（LocalVariableTable）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。
是不是不太好理解，那我们就用具体的例子来做形象的说明吧！
为了能够解释清单6的执行结果，我们来分析一下清单6的字节码（byte-code）：
Compiledfrom"Test.java"
publicclassTestextendsjava.lang.Object{
publicTest（）;
Code:
0:
aload_0
1:
invokespecial#1;//Methodjava/lang/Object."":
（）V
4:
return
LineNumberTable:
line1:
0
publicstaticvoidmain（java.lang.String[]）;
Code:
0:
getstatic#2;//Fieldjava/lang/System.out:
Ljava/io/PrintStream;
3:
new#3;//classjava/lang/StringBuilder
6:
dup
7:
invokespecial#4;//Methodjava/lang/StringBuilder."":
（）V
10:
ldc#5;//StringreturnvalueofgetValue（）:
12:
invokevirtual
#6;//Methodjava/lang/StringBuilder.append:
（
Ljava/lang/String;）Ljava/lang/StringBuilder;
15:
invokestatic#7;//Methodg
升级会员 