异常处理指令

抛出异常指令

• athrow指令：在Java程序中显示抛出异常的操作(throw语句)都是由athrow指令来实现
• 除了throw语句显示抛出异常情况之外，JVM规范还规定了许多运行时异常会在其他Java虚拟机指令检测到异常状况时自动抛出，在之前介绍的整数运算时，当除数为零时，虚拟机会在idiv或ldiv指令中抛出ArithmeticException异常
• 注：正常情况下，操作数栈的压入弹出是一条条指令完成，唯一的例外情况是在抛异常时，Java虚拟机会清除操作数栈上的所有内容，而后将异常实例压入调用者操作数栈上

异常处理与异常表

处理异常

• Java虚拟机中，处理异常(catch语句)不是由字节码指令来实现，而是采用异常表来完成的

异常表

• 如果一个方法定义了一个try-catch或者try-finally的异常处理，就会创建一个异常表，它包含了每个异常处理或者finally块的信息，异常表保存了每个异常处理信息，如

• 起始位置
• 结束位置
• 程序计数器记录的代码处理的偏移地址
• 被捕获的异常类在常量池中的索引

• 当一个异常被抛出时，JVM会在当前的方法寻找一个匹配的处理，如果没有找到，这个方法会强制结束并弹出当前栈顶，并且异常会重新抛给上层调用的方法。如果在所有栈帧弹出前仍然没有找到合适的异常处理，这个线程将终止，如果这个异常在最后一个非守护线程里抛出，将会导致JVM自己终止，比如这个线程是个main线程
• 不管什么时候抛出异常，如果异常处理最终匹配了所有异常类型，代码就会继续执行，这种情况下，如果方法结束后没有抛出异常，仍然执行finally块，在return前，它直接跳到finally块来完成目标

同步控制指令–通过monitor支持

方法级同步

• 方法级同步是隐式的，即无须通过字节码指令来控制，它实现在方法调用和返回操作中，虚拟机可以从方法常量池的方法表结构中的ACC_SYCHRONIZED访问标志得知一个方法是否声明为同步方法
• 当调用方法时，调用指令将会检查方法的ACC_SYCHRONIZED访问标志是否设置

• 如果设置了，执行线程将先持有同步锁，然后执行方法，最后在方法完成时释放同步锁
• 在方法执行期间，执行线程有了同步锁，其他任何线程都无法再获得一个锁
• 如果一个同步方法执行期间抛出了异常，并且在方法内部无法处理此异常，那这个同步方法所持有的锁都将在异常抛到同步方法外自动释放

private int i = 0;
    public synchronized void add() {
        i++;
    }
//字节码
 0 aload_0
 1 dup
 2 getfield #2 <com/chapter10/SychronizedTest.i>
 5 iconst_1
 6 iadd
 7 putfield #2 <com/chapter10/SychronizedTest.i>
10 return

• 注：这段代码和普通无同步操作代码没有不同，没有使用monitorenter和monitorexit进行同步区控制，因为对于同步方法而言，当虚拟机通过方法的访问标示符判断是一个同步方法时，会自动在方法调用前进行加锁，不同步方法执行完毕后，不管方法是正常结束还是有异常抛出，均由虚拟机释放这个锁，因此，对于同步方法而言，monitorenter和monitorexit指令是隐式存在的，并未直接出现在字节码中。

方法内部一段指令序列的同步

• 同步一段指令集序列：通常是由java中的sychronized语句块来表示的，JVM的指令集有monitorenter和monitorexit两条指令来支持sychronized关键字的语义。
• 当一个线程进入同步代码块时，它使用monitorenter指令请求进入，如果当前对象的监视器计数器为0，则它会被准许进入，若为1，则判断持有当前监视器的线程是否为自己，如果是，则进入，否则进行等待，直到对象的监视器计数器为0，才会被允许进入同步块
• 当线程退出同步块时，需要使用monitorexit声明退出，在Java虚拟机中，任何对象都有一个监视器与之相关联，用来判断对象是否被锁定，当监视器被持有后，对象处于锁定状态
• 指令monitorenter和monitorexit在执行时，需要在操作数栈顶压入对象，之后monitorenter和monitorexit的锁定和释放都是针对这个对象的监视器进行的
• 监视器如何保护临界区代码不同时被多个线程访问，只有当线程4离开临界区时，线程1-3其中一个才能进入