揭开JVM所看到的try/catch/finally
最近有一位朋友发了一段代码给我，这个方法很简单，具体内容大致如下：
int num = 5000000;//500万
long begin = System.currentTimeMillis();
for(int i=0; i<num; i++){
try{
//do something
}catch(Exception e){
}
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("==============使用时间：" + (end - begin) + " 毫秒");上面代码可以看到是通过执行该循环体所消耗的时间，通过和把try/cache注释掉进行对比，最后得到的结果时间比较随机，执行的耗时和try/cache没有必然的联系，那try/cache究竟会不会影响代码的执行效率呢？从java语言的源码上看貌似多执行了一些指令，实际上是怎么样的呢？下面我分几个场景来分析一下jvm对try/cache的处理过程。
单层的try/catch
下面是一个只有单层的try/catch代码块
public int test(int a,int b){
try{
return a+b;
}catch (Exception e){
throw new CustomException();
}
}通过javap -v查看JVM编译成class字节码之后是如何处理这个try/catch的
public int test(int, int);
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=4, args_size=3
0: iload_1 // 将第一个int参数压入队列（第一个入参）
1: iload_2 // 将第二个int参数压入队列（第二个入参）
2: iadd //弹出队列中第一个和第二个参数执行相加，并把相加结果压入队列
3: ireturn //弹出队列第一个元素，并return。
4: astore_3 //此处是try开始的逻辑
5: new #3 // class com/bieber/demo/CustomException
8: dup
9: invokespecial #4 // Method com/bieber/demo/CustomException."<init>":()V
12: athrow //将队列中的第一个元素弹出，并当做异常抛出，到此整个方法体完毕
Exception table:
from to target type
0 3 4 Class java/lang/Exception
LineNumberTable:
line 13: 0
line 14: 4
line 15: 5
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
5 8 3 e Ljava/lang/Exception;
0 13 0 this Lcom/cainiao/cilogisticservice/ExceptionClass;
0 13 1 a I
0 13 2 b I
StackMapTable: number_of_entries = 1
frame_type = 68 /* same_locals_1_stack_item */
stack = [ class java/lang/Exception ]上面是test方法JVM编译之后的结果，上面的Code块是整个方法体的内容，而从0-3可以视为是方法体的正常逻辑，4-12可以视为try/catch块，从方法体的指令看，正常情况下执行到3的地方就完毕了，而不会去执行4-12的指令。那是不是就得出结论，try/catch代码块在正常逻辑的时候是不会被执行的，于是对于对代码加上try/catch块，并不会影响代码的执行效率，因为根本不会有多余的指令被执行，只有出现异常的时候才会多出执行异常的指令。其实本文到这里基本上可以结束了，因为得到了我想要的答案（try/catch代码块对代码性能的影响）。为了让整个问题能够更加全面一点，下面对JVM如何处理一个try/catch做更加深入的调研。
上面的JVM编译的字节码的时候除了Code代码块，还有Exception table代码块，从这个代码块的内容可以看到，包含四列(from,to,target,type)，其中from和to表示这个try/catch代码块是从哪开始到哪结束，可以看到上面的try/catch代码块是从Code代码块的0-3，也就是从加载第一个int值到返回结果的代码块，target表示这个try/catch代码块执行逻辑在哪里开始，比如上面的表示从Code中的4开始，也就是astore_3指令开始，直到athrow指令被执行的地方，在Exception table中的一行还有type列，表示是这个异常类型，用于在一个try/catch代码块出现多个catch内容，用于匹配正确的异常类型。下面我列出这种情况：
一个try对应多个catch
我将上面的代码调整成了下面结构：
public int test(int a,int b){
try{
return a+b;
}catch (Exception e){
a++;
throw new CustomException();
}catch (Throwable t){
b++;
throw new CustomException();
}
}JVM对上面代码编译后的结果：
public int test(int, int);
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=4, args_size=3
0: iload_1
1: iload_2
2: iadd
3: ireturn
4: astore_3
5: iinc 1, 1
8: new #3 // class com/bieber/demo/CustomException
11: dup
12: invokespecial #4 // Method com/bieber/demo/CustomException."<init>":()V
15: athrow
16: astore_3
17: iinc 2, 1
20: new #3 // class com/cainiao/cilogisticservice/CustomException
23: dup
24: invokespecial #4 // Method com/cainiao/cilogisticservice/CustomException."<init>":()V
27: athrow
Exception table:
from to target type
0 3 4 Class java/lang/Exception
0 3 16 Class java/lang/Throwable
LineNumberTable:
line 13: 0
line 14: 4
line 15: 5
line 16: 8
line 17: 16
line 18: 17
line 19: 20
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
5 11 3 e Ljava/lang/Exception;
17 11 3 t Ljava/lang/Throwable;
0 28 0 this Lcom/cainiao/cilogisticservice/ExceptionClass;
0 28 1 a I
0 28 2 b I
StackMapTable: number_of_entries = 2
frame_type = 68 /* same_locals_1_stack_item */
stack = [ class java/lang/Exception ]
frame_type = 75 /* same_locals_1_stack_item */
stack = [ class java/lang/Throwable ]和上面的内容对比一下会发现，在Code中多出了一段astore_3/athrow块，并且在Exception table中多了一行，想想通过上面的解释，对这个多出的一行的目的应该都知道是用来什么的，由于我在catch中成了throw之外，还多了一个++的操作，可以看到在astore_3/athrow块中多出了iinc指令，所以可以理解，try/catch在JVM中对应的是一个子代码块，在条件满足（出现匹配的catch异常）的时候会被执行。
下面我整理一下当出现异常的（这里说的是有try/catch的异常）JVM处理流程：
1、在try/catch出现异常
2、JVM会去`Exception table`查找匹配的异常类型
3、假设匹配上了，那么读取from,to,target，获取待执行的`try/catch`块的指令（具体是否抛出，看是否有athrow指令）。为了更加了解JVM对try的处理，下面对try/finally再调研一下。
try/finally块的执行处理
调整代码逻辑，如下：
public int test(int a,int b){
try{
return a+b;
}catch (Exception e){
a++;
throw new CustomException();
}finally {
b++;
}
}JVM编译后的指令：
public int test(int, int);
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=5, args_size=3
0: iload_1
1: iload_2
2: iadd
3: istore_3 //将栈顶的元素存储局部变量数组的第三个位置
4: iinc 2, 1 //执行b++
7: iload_3 //把局部变量第三个位置的数值压入栈顶
8: ireturn //弹出栈顶，并且返回
9: astore_3
10: iinc 1, 1 //a++
13: new #3 // class com/bieber/demo/CustomException
16: dup
17: invokespecial #4 // Method com/bieber/demo/CustomException."<init>":()V
20: athrow
21: astore 4
23: iinc 2, 1 //b++
26: aload 4
28: athrow
Exception table:
from to target type
0 4 9 Class java/lang/Exception
0 4 21 any
9 23 21 any
LineNumberTable:
line 13: 0
line 18: 4
line 14: 9
line 15: 10
line 16: 13
line 18: 21
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
10 11 3 e Ljava/lang/Exception;
0 29 0 this Lcom/cainiao/cilogisticservice/ExceptionClass;
0 29 1 a I
0 29 2 b I
StackMapTable: number_of_entries = 2
frame_type = 73 /* same_locals_1_stack_item */
stack = [ class java/lang/Exception ]
frame_type = 75 /* same_locals_1_stack_item */
stack = [ class java/lang/Throwable ]通过上面的代码，你会发现在Exception table都出了两行，其实我们只是在代码中只有一个try/catch块，而这里出现了三个，那么另外两个是做什么的呢？可以看到多出的两行的type都是any，这里的any表示的是任何异常类型，多出的第一行，是从0-4，表示0-4之间的指令出现异常，会从21的指令开始执行，发现执行的是b++(finally)的内容，多出的第二行是9-23，表示9-23之间的指令被执行的过程中出现异常也会从21行开始执行（也是执行finally的内容），而9-23其实是catch的代码逻辑。上面均是出现了异常会触发finally的代码执行，正常情况下会发现4的位置执行了finally的内容，然后再执行ireturn指令，这里可以得出，JVM处理finally其实是对于正常的指令队列增加了finally代码块的指令，以及对异常中添加了finally代码块的指令，这也就导致了fianlly在任何地方都可以被执行，其实就是冗余了指令队列（其实思想比较简单）。
到此，对JVM如何处理try/catch/finally块进行了简单的介绍，目的是让大家对添加try代码块不要吝啬，在需要的时候，还是需要做一些异常的控制，让代码的异常逻辑更加完善，而不是一直将异常抛给外面处理，因为外面可能并不知道你这个异常是什么意思。
PS：如有任何理解错误的地方，欢迎指出，大家共同学习。
