下面是一道经典的面试题:try {}里有一个return语句,那么紧跟在这个try后的finally {}里的code会不会被执行,什么时候被执行,在return前还是后?
很多人回答return在后,但是所给的理由不够充分;或者有些说return在前如http://bbs.csdn.net/topics/60474475;还有的说在return中间执行等等;
首先说一下,我的答案如下:finally在return返回之前执行。在执行finally之前,程序碰到return,首先计算机return后面的表达式,并将结果存储到一个临时变量,然后开始执行finally中的语句,但此时的语句已经无法影响到需要返回的临时变量,执行完finally之后,取出临时变量的值返回;下面用程序证明我的观点:
int testtry() { int x = 5; try { return x=2; } finally { x=x+2; } }
该函数的返回值应该为1;使用bytecodeview可以查看编译后的字节码文件:
各个字节指令的含义详见(http://cooldatabase.iteye.com/blog/637797)
0 iconst_5 1 istore_1 //将5存入局部变量1 2 iconst_2 //将常量2存入栈 3 dup //复制栈顶 4 istore_1 //将2存入局部变量1 5 istore_3 //将2存入局部变量3 6 iinc 1 by 2 //对局部变量1自增2,可见对局部变量3没有影响 9 iload_3 //加载局部变量3 10 ireturn //返回局部变量3,即为2 11 astore_2 12 iinc 1 by 2 15 aload_2 16 athrow
由于JVM虚拟机对程序首先检查优化使用的标准优化技术有:代码提升,公共的子表达式清除、循环展开(unrolling)、范围检测清除、死代码清除、数据流分析,还有各种在静态编译语言中不实用的优化技术,例如虚方法调用的聚合内联,所以首先计算return后面的表达式,为了证明这点,我对代码稍作修改如下:
int testtry() { int x = 5; try { return x=(x+3); //证明先计算表达式 } finally { x=x+2; } }
得到的字节码如下:
0 iconst_5 1 istore_1 2 iinc 1 by 3 //可见首先计算表达式 5 iload_1 //结果存于局部变量1即x中 6 istore_3 7 iinc 1 by 2 10 iload_3 11 ireturn 12 astore_2 13 iinc 1 by 2 16 aload_2 17 athrow
由上可以证明我的观点,对于有return 返回值的try finally结构来说,fianlly先执行,但是在finally里面的操作局部变量不再对返回值造成影响,返回的结果是原来计算保存在临时变量的结果,其实这里只是延迟return返回而已。
对于try finally结构带有return语句的问题,可以参考Java虚拟机规范中相关章节,下面对其中的一部分做一下引用说明:(书中以jdk 版本号小于50的为例):
如果 try 语句中遇到了 return,代码的行为如下:
1. 如果有返回值的话,将返回值保存在局部变量中。
2. 执行 jsr 指令将控制权转到给 finally 语句中。
3. 在 finally 执行完成后,返回事先保存在局部变量中的值。
下面再说明另外一个例子:
public int get() { try { return 1; } finally { return 2; } }
答案很是奇怪,竟然是2!下面是字节码:
0 goto 4 (+4) 3 pop 4 iconst_2 5 ireturn
这里有两个return语句,如果按照上面的话第二个return的效果就不会起作用,但是返回的确实是第二个的2!由上面的字节码可以看出,程序直接跳到第二个常量2并返回。
java虚拟机规范在“finally 语句中的代码也给验证器带来了一些特殊的问题”这样写道:
每个保持追踪 jsr 目标的指令都需要能到达那个目标指令。对于大部分代码来说,这个列表是空的。对于 finally 语句中的代码来说,列表的长度应该是 1。对于多级嵌入finally 代码来说,列表的长度应该大于 1。
对于每条指令及每条 jsr 指令将要转向到那条指令,在 jsr 指令执行后,就有一个位向量(Bit Vector)记录着所有对局部变量的访问及修改。
执行 ret 指令就意味着从程序子片段中返回,这应该是唯一的一条从程序子片段中返回的路径。两个不同的程序子片段是不同将 ret 指令的执行结果归并到一起。
为了对 ret 指令实施数据流分析,需要进行一些特殊处理。因为验证器知道程序子片段中将从哪些指令中返回,所以它可以找出调用程序子片段的所有的 jsr 指令,并将它们对应的 ret 指令的操作数栈和局部变量表状态合并。对于合并局部变量表时使用的特殊值定义如下:
如果位向量 (前面定义过)表明局部变量在程序子片段中被访问或修改过,那么就使用执行 ret 时局部变量的值的类型。
对于其它局部变量,使用执行 jsr 指令之前的局部变量的类型。
可以看出在java编译对程序进行过优化,优化方法使用数据流分析,将这些局部变量进行了合并,至此,可以看出,在try finally结构含有return的情况,首先根据java编译优化处理,得到字节码,优化主要是对于一些不必要的代码消除合并,如果在try块中含有return则先将return后的变量存在局部变量表中,地址存于操作栈中,然后进入finally块,最后取出局部变量的值返回。如果在finally里有return操作,则把操作栈中的弹出,该return地址入栈,并最后返回。
以上不知道我的理解对不对,欢迎讨论!
附件是周志明(icyfenix@gmail.com)等人翻译的java虚拟机规范,上文中有引用。
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