Java報錯輸出的信息究竟是什么？

本篇會帶大家了解一下java運行時報錯輸出的信息內(nèi)容，簡單學習一下虛擬機內(nèi)存中Java虛擬機棧的工作方式以及棧幀中所存儲的信息內(nèi)容

異常信息

當你的程序運行報錯時，你是否會好奇打印出來的那一大坨紅色的究竟是什么？

首先，報錯的第一行是異常的主要描述信息，那么剩下的基本都是當前線程的棧幀信息

比如上圖對于異常的描述是

Access denied for user 'root'@'localhost' (using password: YES)

我們的數(shù)據(jù)庫訪問被拒絕了，原因就是我把密碼輸入錯誤了

那么異常描述下面的信息就是棧幀信息了

什么是棧幀呢，棧幀中又包含了哪些信息？

虛擬機棧

在我們的Java虛擬機中，有一個組成部分叫做運行時數(shù)據(jù)區(qū)，它是程序執(zhí)行過程中用于存儲數(shù)據(jù)的內(nèi)存區(qū)域，這個區(qū)域用于存儲程序運行過程中的各種數(shù)據(jù)，包括對象實例、類信息、局部變量、方法調(diào)用信息等

在運行時數(shù)據(jù)區(qū)中，又有一部分是虛擬機棧，每個線程都有一個獨立的虛擬機棧，當方法被調(diào)用時，會在棧中創(chuàng)建一個新的棧幀（Stack Frame），當方法執(zhí)行完畢后，棧幀會被彈出，控制權(quán)回到調(diào)用方，所以虛擬機棧中進進出出的就是程序中的方法的棧幀

那么虛擬機棧是怎么運行的呢

這里以一段代碼的運行為例子：

public class Stark {
    public static void main(String[] args) {
        FunctionA();
    }
    public static void FunctionA(){
        System.out.println("運行了A");
        FunctionB();
    }
    public static void FunctionB(){
        System.out.println("運行了B");
    }
}

當我們運行這段程序時，第一個執(zhí)行的是Main方法，在Main方法中又調(diào)用執(zhí)行了A方法，在A方法中又執(zhí)行了B方法，那么在虛擬機棧中，要執(zhí)行的方法的棧幀會進入虛擬機棧中，待方法完全執(zhí)行完畢后，他的棧幀才會被彈出：

此時，三個方法都還沒有完全結(jié)束，當B方法被調(diào)用，輸出"運行了B"后，B方法的棧幀才會彈出虛擬機棧，以此類推：

這就是虛擬機棧的運行過程，我們也可以在IDEA中使用斷點調(diào)試查看到線程的虛擬機棧，依然使用上面的代碼，在B方法上打斷點，點擊調(diào)試運行：

在左下角就可以看到目前存在的線程中的棧中有哪些棧幀：

此時正處于B方法中，也就是上圖中A方法剛剛調(diào)用的B方法，B方法還未結(jié)束時，棧中有三個方法的棧幀信息

文章開頭提到，報錯時會輸出當前線程全部的棧幀信息，我們可以試一下

在上述代碼的B方法中添加一句拋出異常的代碼：

public class Stark {
    public static void main(String[] args) {
        FunctionA();
    }
    public static void FunctionA(){
        System.out.println("運行了A");
        FunctionB();
    }
    public static void FunctionB(){
        System.out.println("運行了B");
        throw new RuntimeException("出錯");
    }
}

執(zhí)行代碼，你可以在控制臺看到打印出了如下內(nèi)容：

在報錯信息的第一行顯示，我們在線程mian中發(fā)生了運行時異常，異常信息：“出錯”

接著，很顯然下面的部分就是棧幀信息，他的打印順序就是當前虛擬機棧中的全部棧幀依次打印

什么是棧幀

相信看到這里，你會發(fā)出疑問，什么是棧幀呢？虛擬機棧中放入的棧幀到底是個什么東西呢？

棧幀是虛擬機棧的基本存儲單元，主要是由三部分組成：

• 局部變量表：
  用于存放方法的參數(shù)和局部變量。這些變量在方法執(zhí)行過程中會被頻繁訪問，因此將它們存儲在棧幀中可以提高訪問速度。局部變量表中的變量在方法調(diào)用時初始化，并在方法執(zhí)行完畢后銷毀
• 操作數(shù)棧：
  用于保存計算過程中產(chǎn)生的中間結(jié)果和作為計算單元的操作數(shù)。操作數(shù)棧是一個后進先出（LIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與局部變量表一起支持方法的執(zhí)行。
• 幀數(shù)據(jù)：
  主要包含動態(tài)鏈接、方法出口、異常表等信息

局部變量表

我們編譯StarkTest類并查看他的字節(jié)碼文件：

public class StarkTest {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 0;
        int j = i + 1;
    }
}

打開方法，找到Mian方法下的LocalVariableTable就是局部變量表，表中會把方法中的參數(shù)和局部變量存放起來，索引從0開始，由于我們的main方法傳入了參數(shù)args，那么表中下標為0的槽中放了args，方法中我們又聲明了i，和j，那么他們會依次保存到槽中

其實局部變量表就是一個數(shù)組，每一個位置被稱為一個槽，除了long類型和double類型的變量要占兩個槽，其余的都只占一個槽，需要注意的是如果該方法不是靜態(tài)方法而是示例方法，該方法運行時局部變量表的第一個槽會存放調(diào)用該方法的實例對象，也就是this

局部變量表中存放的變量如果在其生效范圍內(nèi)不會在被使用，那么之后的變量或是參數(shù)就可以覆蓋他的槽，以此節(jié)省空間

操作數(shù)棧

他就是一塊用來存放運行時中間數(shù)據(jù)的區(qū)域，比如上邊代碼中int i = 0;int j = i + 1;這兩行代碼執(zhí)行的過程，先把0放入操作數(shù)棧中，再將操作數(shù)棧中的數(shù)賦值給變量i，然后把i的值放入操作數(shù)棧中，再把1也放入操作數(shù)棧中，讓操作數(shù)棧中的兩個數(shù)相加，再賦值給變量j：

幀數(shù)據(jù)

幀數(shù)據(jù)中主要是動態(tài)鏈接，方法出口

• 動態(tài)鏈接：
  用于維護方法調(diào)用時的符號引用轉(zhuǎn)化為直接引用的信息。在Java中，每個類都有一個常量池，用于存儲符號引用。當方法被調(diào)用時，JVM會通過動態(tài)鏈接將符號引用轉(zhuǎn)化為直接引用，以便在方法執(zhí)行過程中訪問其他類或方法。
• 方法出口：
  記錄方法正常退出或異常退出時的處理信息。當方法執(zhí)行完畢后，JVM會根據(jù)方法出口的信息將控制權(quán)返回給調(diào)用者。如果方法在執(zhí)行過程中拋出異常，JVM也會根據(jù)方法出口的信息來處理異常

總結(jié)

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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