Java 异常处理try、catch、finally和return执行顺序

问题背景
- finally语句一定执行吗
- finally语句与return的执行顺序
问题分析
小结
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问题背景

finally语句一定执行吗

网上有很多人探讨Java中异常捕获机制 try...catch...finally 块中的finally语句是不是一定会被执行？很多人都说不是，当然他们的回答是正确的，至少有两种情况下finally语句是不会被执行的：

（1）try语句没有被执行到就不会执行finally。如在try语句之前程序结束执行，那么finally语句就不会执行，这也说明了finally语句被执行的必要而非充分条件是相应的try语句一定被执行到。

（2）在try块中执行了System.exit(0)。System.exit(0)的作用是终止Java虚拟机，连JVM都停止了，所有都结束了，当然finally语句也不会被执行到。

finally语句与return的执行顺序

还有很多人探讨finally语句的执行与return的关系，让人颇为迷惑，不知道finally语句是在try的return之前执行还是之后执行？我觉得应该是：finally语句是在try的return语句执行之后，return返回之前执行。这样的说法有点矛盾，也许是我表述不太清楚，下面我给出自己试验的一些结果和示例进行佐证，有什么问题欢迎大家提出来。

记return后的语句为y=f()，则finally语句在f()执行之后、y返回之前执行。

问题分析

1. finally语句在f()执行之后、y返回之前执行

public class FinallyTest1 {

    public static void main(String[] args) {
          System.out.println(test1());
    }

    public static String test1() {
        try {
            System.out.println("try block");
             // ①计算 f() 结果，记作 y，② 执行 finally，③ 返回 y
            return test2();
        } finally {
            System.out.println("finally block");
        }
    }

    public static String test2() {
        System.out.println("return statement");
        return "after return";
    }

运行结果为：

try block
return statement
finally block
after return

说明try中的f() = test2() 先执行了，得到结果y，并且待finally块执行结束后再返回y。这里大家可能会想：如果finally里也有return语句，那么是不是就直接返回了，try中的return就不能返回了？看下面。

2. finally块中的return语句覆盖try块中的y

public class FinallyTest2 {
   public static void main(String[] args) {
      System.out.println(test2());
   }
    public static int test2() {
        int b = 20;
        try {
            System.out.println("try block");
            return b += 80;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("catch block");
        } finally {
            System.out.println("finally block");
            if (b > 25) {
                System.out.println("b>25, b = " + b);
            }
            return 200;//可以被“具体值”覆盖
        }
        // return b;
    }

运行结果是：

try block
finally block
b>25, b = 100
200

这说明finally里的return直接返回了，就不管try中是否还有返回语句，这也是不建议在finally中使用return的原因。这里还有个小细节需要注意，finally里加上return过后，try...catch...finally 外面的return b就变成不可到达语句了，也就是永远不能被执行到，所以需要注释掉；否则，编译失败。

那么直接从finally中返回了，这也是不建议在finally中return的原因。

这里大家可能又想：如果finally里没有return语句，但修改了b的值，那么try中return返回的是修改后的值还是原值？看下面。

3. finally语句块不改变栈中的值，可改变堆中的值

本节讨论如下场景：finally中没有return语句，但是改变了要返回的值。返回值y的类型如果是基本类型，则在finally块里被修改也不影响y，如果是引用类型则可以。如果y是文本字符串，也不受影响。

返回基本类型变量时是值，返回引用类型时是指向某个对象的地址；而且基本类型是被分配在栈中的，对象是被分配在堆中的，只要有引用指向这个对象，系统就不会回收此对象，所以可以在后面的finally块中改变引用指向的对象的内容，却无法改变try语句中return要返回的值，因为这个值已经与变量y无关了。

测试用例1：

public class FinallyTest3 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(test3());
}
    public static int test3() {
        int b = 20;
        try {
            System.out.println("try block");
            return b += 80;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("catch block");
        } finally {
            System.out.println("finally block");
            if (b > 25) {
                System.out.println("b>25, b = " + b);
            }
            b = 150; //基本类型的返回值y，不可被修改
            // return 3200; //可以被“具体值”覆盖
        }
        return 2000;
    }

}

运行结果是：

try block
finally block
b>25, b = 100
100

执行结果说明没有修改y。这也验证了finally语句块不会影响到栈中的值，即在执行finally之前，栈中的临时值已经确定为100了，执行finally语句将b的值变为150，对结果没有任何影响，执行完finally后的输出结果仍为100。

测试用例2：

import java.util.*;

public class FinallyTest6{
public static void main(String[] args) {
System.out.println(getMap().get("KEY").toString());
}
  public static Map<String, String> getMap() {
       Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
       map.put("KEY", "INIT");
       try {
           map.put("KEY", "TRY");
           return map;
       } catch (Exception e) {
           map.put("KEY", "CATCH");
       } finally {
           map.put("KEY", "FINALLY");// 修改y成功
           map = null;
           System.out.println("map是：" + map);
       }
       System.out.println("---- 走不到此处 --------");//  ①
       return map;
   }

运行结果是：

map是：null
FINALLY

为什么案例 test3()中finally里的b = 150并没有起到作用而案例 getMap()中finally的map.put("KEY", "FINALLY")起了作用，但是map = null却没起作用呢？这就是Java到底是传值还是传址的问题了，简单来说就是：Java中只有传值没有传址，这也是为什么map = null这句不起作用。 ①处的代码未执行说明finally外面的return 这句未执行。

测试用例3:

    public static String testStr() {
        String b = "init";
        try {
            System.out.println("try block");
            return b;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("catch block");
        } finally {
            b = b + "--";
            System.out.println("finally block, b = " + b);
        }
        return b;
    }

执行结果：

try block
finally block, b = init--
init

说明如果y是文本字符串，在finally语句块中改变它，也影响返回值。

这里大家可能又要想：是不是每次返回的一定是try中的return语句呢？那么finally外的return 语句一点作用没吗？请看下面。

4. try块里的return在异常情况下不执行

public class FinallyTest4 {

public static void main(String[] args) {

System.out.println(test4());
}

   public static int test4() {
        int b = 20;

        try {
            System.out.println("try block");
            b = b / 0;
            return b += 80; // ①
        } catch (Exception e) {
            b += 15;
            System.out.println("catch block, b = " + b);
        } finally {
            System.out.println("finally block");
            if (b > 25) {
                System.out.println("b>25, b = " + b);
            }
            b += 50;
        }
        System.out.println("---- 走此处 --------" + b);
        return 320 + b; // ②
    }

运行结果是：

try block
catch block, b = 35
finally block
b>25, b = 35
---- 走此处 --------85
405

这里因为在return之前发生了除0异常，所以①不会被执行，而是接着执行捕获异常的catch 语句和最终的finally语句。此时两者对b的修改都影响了最终的返回值，从②返回的结果可以看出来。大家可能又有疑问：如果catch中有return语句呢？当然只有在异常的情况下才有可能会执行，那么是在finally之前就返回吗？看下面。

5. catch和try中的return执行顺序相同

public class FinallyTest5 {

public static void main(String[] args) {
     System.out.println(test5());
}

    public static int test5() {
        int b = 20;
        try {
            System.out.println("try block");
            b = b /0;
            return b += 80;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("catch block");
            return b += 15;
        } finally {
            System.out.println("finally block");
            if (b > 25) {
                System.out.println("b>25, b = " + b);
            }
            b += 50;
        }
        //return b;
    }
}

运行结果如下：

try block
catch block
finally block
b>25, b = 35
35

执行结果说明发生异常后，catch中的return语句先执行，计算完返回值y后将其保存起来，再去执行finally块；执行完finally块就把先去保存的y返回，finally里修改b对返回值y无影响，原因同前面的 test3() 。至此，也就推理出结论：catch中的return语句和try中的执行顺序完全一样。

小结

finally块的语句在try或catch中的return语句执行之后返回之前执行。
finally语句块不改变栈中的值y，可改变堆中的值。
y的类型如果是基本类型，其临时存放在栈中，则在finally块里被修改也不影响y，如果是存放在堆中的引用类型则可以。finally块里改变文本字符串也不影响y。
finally里的return语句覆盖try或catch中的return语句直接返回。

下面看一个甲骨文的面试题：

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            aMethod();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("exception");// ①
        }
        System.out.println("finish");// ②
    }

    public static void aMethod() throws Exception {
        try {
            throw new Exception();
        } finally {
            System.out.println("finally"); // ③
        }
    }
}

面试题分析：首先，进入上述try代码块后，不管try是否抛异常，finally块一定会执行，因此抛异常之前会执行 ③。然后，抛出的异常被调用者main方法捕获后执行①。最后，执行②。故执行结果如下：

finally
exception
finish

Reference

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