Java報(bào)錯(cuò)輸出的信息究竟是什么？

本篇會(huì)帶大家了解一下java運(yùn)行時(shí)報(bào)錯(cuò)輸出的信息內(nèi)容，簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)一下虛擬機(jī)內(nèi)存中Java虛擬機(jī)棧的工作方式以及棧幀中所存儲(chǔ)的信息內(nèi)容

異常信息

當(dāng)你的程序運(yùn)行報(bào)錯(cuò)時(shí)，你是否會(huì)好奇打印出來(lái)的那一大坨紅色的究竟是什么？

首先，報(bào)錯(cuò)的第一行是異常的主要描述信息，那么剩下的基本都是當(dāng)前線程的棧幀信息

比如上圖對(duì)于異常的描述是

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

我們的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)被拒絕了，原因就是我把密碼輸入錯(cuò)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(jī)棧

在我們的Java虛擬機(jī)中，有一個(gè)組成部分叫做運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)，它是程序執(zhí)行過(guò)程中用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的內(nèi)存區(qū)域，這個(gè)區(qū)域用于存儲(chǔ)程序運(yùn)行過(guò)程中的各種數(shù)據(jù)，包括對(duì)象實(shí)例、類信息、局部變量、方法調(diào)用信息等

在運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)中，又有一部分是虛擬機(jī)棧，每個(gè)線程都有一個(gè)獨(dú)立的虛擬機(jī)棧，當(dāng)方法被調(diào)用時(shí)，會(huì)在棧中創(chuàng)建一個(gè)新的棧幀（Stack Frame），當(dāng)方法執(zhí)行完畢后，棧幀會(huì)被彈出，控制權(quán)回到調(diào)用方，所以虛擬機(jī)棧中進(jìn)進(jìn)出出的就是程序中的方法的棧幀

那么虛擬機(jī)棧是怎么運(yùn)行的呢

這里以一段代碼的運(yùn)行為例子：

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

當(dāng)我們運(yùn)行這段程序時(shí)，第一個(gè)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(jī)棧中，要執(zhí)行的方法的棧幀會(huì)進(jìn)入虛擬機(jī)棧中，待方法完全執(zhí)行完畢后，他的棧幀才會(huì)被彈出：

此時(shí)，三個(gè)方法都還沒(méi)有完全結(jié)束，當(dāng)B方法被調(diào)用，輸出"運(yùn)行了B"后，B方法的棧幀才會(huì)彈出虛擬機(jī)棧，以此類推：

這就是虛擬機(jī)棧的運(yùn)行過(guò)程，我們也可以在IDEA中使用斷點(diǎn)調(diào)試查看到線程的虛擬機(jī)棧，依然使用上面的代碼，在B方法上打斷點(diǎn)，點(diǎn)擊調(diào)試運(yùn)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(shí)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(shí)，棧中有三個(gè)方法的棧幀信息

文章開頭提到，報(bào)錯(cuò)時(shí)會(huì)輸出當(dāng)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(yùn)行了A");
        FunctionB();
    }
    public static void FunctionB(){
        System.out.println("運(yùn)行了B");
        throw new RuntimeException("出錯(cuò)");
    }
}

執(zhí)行代碼，你可以在控制臺(tái)看到打印出了如下內(nèi)容：

在報(bào)錯(cuò)信息的第一行顯示，我們?cè)诰€程mian中發(fā)生了運(yùn)行時(shí)異常，異常信息：“出錯(cuò)”

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(dāng)前虛擬機(jī)棧中的全部棧幀依次打印

什么是棧幀

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

棧幀是虛擬機(jī)棧的基本存儲(chǔ)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(guò)程中會(huì)被頻繁訪問(wèn)，因此將它們存儲(chǔ)在棧幀中可以提高訪問(wèn)速度。局部變量表中的變量在方法調(diào)用時(shí)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(jì)算過(guò)程中產(chǎn)生的中間結(jié)果和作為計(jì)算單元的操作數(shù)。操作數(shù)棧是一個(gè)后進(jìn)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(dòng)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(huì)把方法中的參數(shù)和局部變量存放起來(lái)，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(biāo)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(huì)依次保存到槽中

其實(shí)局部變量表就是一個(gè)數(shù)組，每一個(gè)位置被稱為一個(gè)槽，除了long類型和double類型的變量要占兩個(gè)槽，其余的都只占一個(gè)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(yùn)行時(shí)局部變量表的第一個(gè)槽會(huì)存放調(diào)用該方法的實(shí)例對(duì)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(huì)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(lái)存放運(yùn)行時(shí)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(guò)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(gè)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(dòng)態(tài)鏈接，方法出口

• 動(dòng)態(tài)鏈接：
  用于維護(hù)方法調(diào)用時(shí)的符號(hào)引用轉(zhuǎn)化為直接引用的信息。在Java中，每個(gè)類都有一個(gè)常量池，用于存儲(chǔ)符號(hào)引用。當(dāng)方法被調(diào)用時(shí)，JVM會(huì)通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接將符號(hào)引用轉(zhuǎn)化為直接引用，以便在方法執(zhí)行過(guò)程中訪問(wèn)其他類或方法。
• 方法出口：
  記錄方法正常退出或異常退出時(shí)的處理信息。當(dāng)方法執(zhí)行完畢后，JVM會(huì)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(guò)程中拋出異常，JVM也會(huì)根據(jù)方法出口的信息來(lái)處理異常

總結(jié)

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

最新評(píng)論