當異常發生時,Java虛擬機采取如下措施:

　　檢查與當前方法相聯系的catch子句表。每個catch子句包含其有效指令范圍,能夠處理的異常類型,以及處理異常的代碼塊地址。

　 　與異常相匹配的catch子句應該符合下面的條件:造成異常的指令在其指令范圍之內,發生的異常類型是其能處理的異常類型的子類型。如果找到了匹配的 catch子句,那么系統轉移到指定的異常處理塊處執行;如果沒有找到異常處理塊,重復尋找匹配的catch子句的過程,直到當前方法的所有嵌套的 catch子句都被檢查過。

　　由于虛擬機從第一個匹配的catch子句處繼續執行,所以catch子句表中的順序是很重要的。因為 Java代碼是結構化的,因此總可以把某個方法的所有的異常處理器都按序排列到一個表中,對任意可能的程序計數器的值,都可以用線性的順序找到合適的異常 處理塊,以處理在該程序計數器值下發生的異常情況。

　　如果找不到匹配的catch子句,那么當前方法得到一個"未截獲異常"的結果并返回 到當前方法的調用者,好像異常剛剛在其調用者中發生一樣。如果在調用者中仍然沒有找到相應的異常處理塊,那么這種錯誤將被傳播下去。如果錯誤被傳播到最頂 層,那么系統將調用一個缺省的異常處理塊。

　　操作數棧區

　　機器指令只從操作數棧中取操作數,對它們進行操作,并把結果返 回到棧中。選擇棧結構的原因是:在只有少量寄存器或非通用寄存器的機器(如Intel486)上,也能夠高效地模擬虛擬機的行為。操作數棧是32位的。它 用于給方法傳遞參數,并從方法接收結果,也用于支持操作的參數,并保存操作的結果。例如,iadd指令將兩個整數相加。相加的兩個整數應該是操作數棧頂的 兩個字。這兩個字是由先前的指令壓進堆棧的。這兩個整數將從堆棧彈出、相加,并把結果壓回到操作數棧中。

　　每個原始數據類型都有專門的指令對它們進行必須的操作。每個操作數在棧中需要一個存儲位置,除了long和double型,它們需要兩個位置。 操作數只能被適用于其類型的操作符所操作。例如,壓入兩個int類型的數,如果把它們當作是一個long類型的數則是非法的。在Sun的虛擬機實現中,這 個限制由字節碼驗證器強制實行。但是,有少數操作(操作符dupe和swap),用于對運行時數據區進行操作時是不考慮類型的。

　　本地方 法棧，當一個線程調用本地方法時，它就不再受到虛擬機關于結構和安全限制方面的約束，它既可以訪問虛擬機的運行期數據區，也可以使用本地處理器以及任何類 型的棧。例如，本地棧是一個C語言的棧，那么當C程序調用C函數時，函數的參數以某種順序被壓入棧，結果則返回給調用函數。在實現Java虛擬機時，本地 方法接口使用的是C語言的模型棧，那么它的本地方法棧的調度與使用則完全與C語言的棧相同。

　　Java虛擬機的運行過程

　　上面對虛擬機的各個部分進行了比較詳細的說明，下面通過一個具體的例子來分析它的運行過程。

　　虛擬機通過調用某個指定類的方法main啟動，傳遞給main一個字符串數組參數，使指定的類被裝載，同時鏈接該類所使用的其它的類型，并且初始化它們。例如對于程序：

　　class HelloApp

　　{

　　public static void main(String[] args)

　　{

　　System.out.println("Hello World!");

　　for (int i = 0; i < args.length; i++ )

　　{

　　System.out.println(args[i]);

　　}

　　}

　　}

　　編譯后在命令行模式下鍵入： java HelloApp run virtual machine

　　將通過調用HelloApp的方法main來啟動java虛擬機，傳遞給main一個包含三個字符串"run"、"virtual"、"machine"的數組。現在我們略述虛擬機在執行HelloApp時可能采取的步驟。

　 　開始試圖執行類HelloApp的main方法，發現該類并沒有被裝載，也就是說虛擬機當前不包含該類的二進制代表，于是虛擬機使用 ClassLoader試圖尋找這樣的二進制代表。如果這個進程失敗，則拋出一個異常。類被裝載后同時在main方法被調用之前，必須對類 HelloApp與其它類型進行鏈接然后初始化。鏈接包含三個階段：檢驗，準備和解析。檢驗檢查被裝載的主類的符號和語義，準備則創建類或接口的靜態域以 及把這些域初始化為標準的默認值，解析負責檢查主類對其它類或接口的符號引用，在這一步它是可選的。類的初始化是對類中聲明的靜態初始化函數和靜態域的初 始化構造方法的執行。一個類在初始化之前它的父類必須被初始化。整個過程如下：

圖4：虛擬機的運行過程　

　結束語

　　本文通過對JVM的體系結構的深入研究以及一個Java程序執行時虛擬機的運行過程的詳細分析，意在剖析清楚Java虛擬機的機理。