Java中finally和return的返回值

前言

因为面试中可能会被面试官问到，所以我自己还是先总结一波好了。

指令简单介绍

下面的说明只是为了理解，实际上并不是非常准确

iconst_n：把n这个数字放入到栈中
istore_n：把栈顶的数字放到局部变量表中的第n位，局部变量表是从0开始计数的。
iload_n：将局部变量表的指定位置的相应类型变量加载到栈顶，相当于和istore_n是相反的操作。

不带return的情况

首先先来一道开胃菜：

public static void main(String[] args) {
    int i = 0;
    try {
        i = 1;
    } catch (Exception e) {
        i = 2;
        e.printStackTrace();
    } finally {
        i = 3;
    }
    System.out.println(i);
}

该程序会输出什么？输出3，因为我们知道finally中的一定会被执行，不论有没有发生异常。如果我们把finally去掉，那么如果不发生异常，那么i就是1，如果发生了异常，就会进入到catch语句，也就是i会等于2。

我们来看看上面这段程序底层的指令长什么样吧，有助于更好的理解。

 0 iconst_0								// 让0这个数字入操作数栈
 1 istore_1								// 从操作数栈中弹出栈顶元素（也就是0），并且放入到局部变量表的第一个位置，即i=0
 2 iconst_1								// 让1这个数字入操作数栈
 3 istore_1								// 从操作数栈中弹出栈顶元素（也就是1），并且放入到局部变量表的第一个位置，即i=1，此时已经进入try语句了
 4 iconst_3								// 让3这个数字入操作数栈
 5 istore_1								// 从操作数栈中弹出栈顶元素（也就是3），并且放入到局部变量表的第一个位置，即i=3，此时已经进入finally语句了
 6 goto 26 (+20)					// 跳转到输出
 9 astore_2								// 下面是异常处理阶段，请暂时忽略
10 iconst_2
11 istore_1
12 aload_2
13 invokevirtual #3 <java/lang/Exception.printStackTrace>
16 iconst_3
17 istore_1
18 goto 26 (+8)
21 astore_3
22 iconst_3
23 istore_1
24 aload_3
25 athrow
26 getstatic #4 <java/lang/System.out>
29 iload_1
30 invokevirtual #5 <java/io/PrintStream.println>
33 return

上面的指令是不是让人有点晕？虽然可以很好的解释为什么i=3，但是这么做的逻辑让人看不懂，似乎是把finally的逻辑给加到try的最后了。

接下来再来看看由idea为我们反编译得到的文件，可能能够更加加深理解。

public static void main(String[] args) {
    boolean i = false;

    byte i;
    try {
        i = true;
    } catch (Exception var6) {
        i = true;
        var6.printStackTrace();
    } finally {
        i = 3;
    }

    System.out.println(i);
}

可以看到，反编译给优化成只有最后的i = 3;，其它的i=1和i=2甚至都不见了。

带return的情况

public static int func() {
    int i = 0;
    try {
        i = 1;
        return i;
    } catch (Exception e) {
        i = 2;
        return i;
    } finally {
        i = 3;
        return i;
    }
}

如果我调用上面这个函数，那么执行之后，返回的会是什么？估计大部分人都能回答对：返回3。那么如果我在try语句中加入会发生异常的代码呢？还是返回3。好，确实，上面这段代码无论什么情况都会返回3（断电什么的极端情况请不要考虑）。那我稍微修改一下代码：

public static int func() {
    int i = 0;
    try {
        i = 1;
        return i;
    } catch (Exception e) {
        i = 2;
        return i;
    } finally {
        i = 3;
        // 我把这里的return删掉了
    }
}

那么，此时应该返回什么？接下来的分析就又要请编译后的文件出马了：

 0 iconst_0
 1 istore_0						// i = 0
 2 iconst_1
 3 istore_0						// try块中的 i = 1
 4 iload_0						// 把 i 放入到栈顶
 5 istore_1						// 把 i 放入到局部变量表的第二个变量中。 你肯定好奇，这段函数明明只有一个变量i，哪里来的第二个变量？
 6 iconst_3						
 7 istore_0						// i = 3
 8 iload_1						// 把第二个变量放到栈顶中
 9 ireturn						// 返回！
10 astore_1						// 从这里开始是异常处理阶段，把第一个ref变量入栈
11 iconst_2						// 把2这个数字放入栈顶
12 istore_0						// 把2放到局部变量表的第0位（也就是i = 2）
13 iload_0						// 把 i 放入栈顶
14 istore_2						// 把2赋值给局部变量表中第三个元素
15 iconst_3						// 把3放入栈顶
16 istore_0						// 把3赋值给局部变量表中的第一个元素，也就是 i = 3
17 iload_2						// 把局部变量表中第三个元素（目前的值是2）放入栈顶
18 ireturn						// 返回，异常处理结束
19 astore_3
20 iconst_3
21 istore_0
22 aload_3
23 athrow

上面这段其实有点疑问的，为什么我这个函数明明只有一个变量i，但是却出现了istore_1（把栈顶元素放到局部变量表的第二个元素中）？其实稍微想一想，其实这个所谓的第二个元素，就是需要被返回的值。

而且从上面的指令中我们可以看到，也确实，finally确实是被执行到了，也就是此时i确实是等于3了，但是由于之前在try语句块中，我先把i放到了另外一个地方（如果不理解，你不妨可以理解成我额外有一个returnValue的变量，我把i已经赋值给它了），最后返回的时候，会让这个值最后再加载到栈顶并且返回。

所以上面这段代码就很好解释了：

如果正常执行，那么只会从上面的0开始执行到9那句的ireturn返回，而此时其实已经包含了finally语句块了。
如果出现了异常，且该异常能够被捕捉，那么就会到10开始，然后执行到18的ireturn返回，这段中其实也已经把finally的逻辑加入进去了。
如果出现了异常，且该异常无法捕捉，那么就执行athrow这条命令，抛出异常。

总结

其实异常处理机制和return结合在一起的情况根本就不难，难是因为java给的try...catch...finally这个语法糖。

在上java课的时候，老师说的是java中的异常处理机制中，finally是一定会被执行的，而同时也说了，程序执行到return就返回。

上面这两句话有问题吗？没有，程序确实是这么做的。那为什么这两句话看上去有矛盾呢？这就是java语法糖的“副作用”——它自动帮你把finally中的语句块给擅自移动到它应该去的位置了，相当于编译器没跟你打招呼就把finally中的逻辑给你自动追加到try和catch中去了，导致了上面看似矛盾的发生。所以理解了这些，相信之后碰到任何这类问题都不怕了。

PS：实际中请尽量不要在finally语句中使用return，因为它会短路掉你在try和catch中的返回值。