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java - 中断和异常——与编程语言的关系

问题描述

我试图了解操作系统和编程语言中的中断/异常之间的关系。请注意，这是基于我的理解，我可能完全不正确。

  1. 中断通常由硬件启动。软件中断也存在 - 我有一个问题，我在下面提到。
  2. 异常分为 3 种类型 - 陷阱、故障和中止

我来自 Java 背景，当我想到 Java（或任何编程语言）中的异常时，我正试图围绕这些概念展开思考。

我特别有兴趣了解编程语言提供的处理程序（不必限于 Java）与内核提供的处理中断和异常的处理程序之间的关系。

  1. JDK 中是否有任何有关陷阱、故障、中止类别的示例？我知道这些是操作系统概念，但我很想至少有一部分编程语言异常可能属于这些类别。

  2. 软件中断和陷阱（这是一个异常）有什么区别？

  3. 是否有来自 Java 的陷阱示例？我认为导致系统调用（如打开文件）的那些可能是软件中断陷阱。

我知道这是一口，谢谢你的时间。

标签： javacunixexceptionoperating-system

解决方案

您混淆了硬件异常，硬件异常分为 3 种类型（陷阱、故障和中止）和软件异常，通常不是。

trap、fault 和 abort 的区别在于发生异常后机器的状态，并影响是否可以继续，以及是否会重新执行导致异常的指令或之后的指令。

软件异常通常以调用诸如信号、引发或抛出等名称的例程开始。然后异常分派器使用设计者认为合适的任何规则搜索处理程序。

（请注意，硬件异常可能会变成软件异常——例如，硬件陷阱到已知地址，然后该处理程序有效地“引发”软件异常）。

根据机制的设计，软件异常可能是可持续的，也可能不是。Java 异常是不可持续的；在输入异常处理程序（'catch' 语句）之前，堆栈被展开。因此，如果您真的想将 Java 异常映射到陷阱/故障/中止分类，最接近的匹配是“中止”。

其他语言有不同的想法 - 处理程序可能在堆栈展开之前进入，处理程序可以展开堆栈，或者从异常点继续，可能在解决问题之后。然而，这些天来，这种方法（“恢复语义”）已经不受欢迎，取而代之的是不可持续的异常（“终止语义”）。

总结：一个软件系统或编程语言定义了它的异常概念。硬件有类似但不相同的关注点，但操作系统或运行时系统有必要将硬件操作映射到软件异常。例如，可能是硬件陷入内核模式，但软件异常需要传递给用户模式下的特定程序。

软件异常并不总是在编程语言中实现。例如，Windows（以及更早的系统，如 VMS）提供结构化异常处理作为系统级功能；语言特性可能建立在此之上，但基本思想适用于所有程序，包括那些用汇编代码编写的程序。

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