Краткий ответ: компилятор копирует блок finally
перед каждым return
и в каждый блок catch
. Подробнее ниже.
На вопрос почему finally должен вызываться после return
ответ дается в вопросе: Выполняется ли finally если в try return?
Что касается реализации, то в дополнение к исследованию @Komdosh я попробовал поискать требования к компиляции finally в спецификации виртуальной машины Java. В главе 3.13 описывается механизм компиляции finally с помощью инструкций JSR и RET. Инструкции и примеры реализации устарели, тем не менее из описания можно приблизительно понять стандартный механизм компиляции finally:
The jsr instruction pushes the address of the following instruction (return at index 7) onto the operand stack before jumping. The astore_2 instruction that is the jump target stores the address on the operand stack into local variable 2. The code for the finally block (in this case the aload_0 and invokevirtual instructions) is run. Assuming execution of that code completes normally, the ret instruction retrieves the address from local variable 2 and resumes execution at that address. The return instruction is executed, and tryFinally returns normally.
A try statement with a finally clause is compiled to have a special exception handler, one that can handle any exception thrown within the try statement. If tryItOut throws an exception, the exception table for tryFinally is searched for an appropriate exception handler. The special handler is found, causing execution to continue at index 8. The astore_1 instruction at index 8 stores the thrown value into local variable 1. The following jsr instruction does a subroutine call to the code for the finally block. Assuming that code returns normally, the aload_1 instruction at index 12 pushes the thrown value back onto the operand stack, and the following athrow instruction rethrows the value.
Соответственно, интерпретация finally в блоке try-catch-finally должна быть эквивалентна следующей:
- весь блок оборачивается специальным обработчиком исключений, который сохраняет исключение, не обработанное
catch
(если таковые есть) в локальную переменную, выполняет прыжок/переход (JSR) к блоку finally, затем выбрасывает исключение;
- перед каждым return выполняется переход к блоку finally.
Инструкция JSR
использовалась ранее для экономии инструкций для блоков finally. Но class-файлы, начиная с версии 51 (Java 7) инструкцию не поддерживают. В документации JSR сказано, что инструкция использовалась до 6 версии для поддержки finally
In Oracle's implementation of a compiler for the Java programming language prior to Java SE 6, the jsr instruction was used with the ret instruction in the implementation of the finally clause.
С определенной версии компилятор Sun, затем Oracle, вместо использования переходов стал копировать и встраивать блоки finally из-за чего пропала необходимость в инструкции.
Учитывая вышесказанное следующий блок кода:
try {
if(isSomething()) {
return foo();
}
return bar();
} catch(FooException e) {
handle(e);
} finally {
/** блок finally **/
}
, компилятор преобразовывает в блок эквивалентный следующему:
try {
if(isSomething()) {
T temp1 = foo();
/* копия блока finally */
return temp1;
}
T temp2 = bar();
/* копия блока finally */
return temp2;
} catch(FooException e) {
handle(e);
/* копия блока finally */
} catch(Throwable t) {
/* копия блока finally */
throw t;
}
Проверка байткода, сгенерированного javac для Oracle JDK 8 подтверждает что блок finally копируется несколько раз (invokevirtual #10
— метод, который вызывается только в блоке finally, полный код):
Code:
0: aload_0
1: invokevirtual #8 // Method isSomething:()Z
4: ifeq 17
7: aload_0
8: invokevirtual #9 // Method foo:()I
11: istore_1
12: aload_0
13: invokevirtual #10 // Копия finally 1
16: ireturn
17: aload_0
18: invokevirtual #11 // Method bar:()I
21: istore_1
22: aload_0
23: invokevirtual #10 // Копия finally 2
26: ireturn
27: astore_1
28: aload_0
29: aload_1
30: invokevirtual #13 // Method handle:(LMain$FooException;)V
33: aload_0
34: invokevirtual #10 // Копия finally 3
37: ireturn
38: astore_2
39: aload_0
40: invokevirtual #10 // Копия finally 4
43: ireturn
В результате оптимизации компилятор может сократить часть инструкций, но подход кардинально измениться не должен.
Стоит еще раз заметить, что я не нашел в спецификации строгих требований к байт-коду, который должен генерировать компилятор для finally. Насколько я понимаю, другая реализация компилятора могла бы использовать для данных целей инструкцию goto, хотя выигрыш оказался бы незначительным. Специальных конструкций для finally на уровне байт-кода в современных версиях Java нет.
Релевантные ссылки :
finally
выполнится всегда" я знал. Неясно, почему у него приоритет вышеreturn
.