Unsafe介紹

Unsafe是位于sun.misc包下的一個類，主要提供一些用于執行低級別、不安全操作的方法，如直接訪問系統內存資源、自主管理內存資源等，這些方法在提升Java運行效率、增強Java語言底層資源操作能力方面起到了很大的作用。但由于Unsafe類使得Java語言擁有了類似C語言指針一樣操作內存空間的能力，這無疑也增加了程序發生相關指針問題的風險。在程序中過度、不正確使用Unsafe類會使得程序出錯的概率變大，使得Java這種安全的語言變得不再“安全”，因此對Unsafe的使用一定要慎重。java.util.concurrent.atomic包下的原子操作類，基本都是使用Unsafe實現的。S0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

Unsafe提供的API大致可分為內存操作、CAS、Class、對象操作、線程、系統信息獲取、內存屏障、數組操作等幾類。S0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

內存相關S0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

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java.util.concurrent.atomic包中的原子類基本都用的UnsafeS0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();private static final long valueOffset;static {  try {    valueOffset = unsafe.objectFieldOffset(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));  } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }}public final int getAndSet(int newValue) {  return unsafe.getAndSetInt(this, valueOffset, newValue);}

線程相關S0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

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LockSupport類中有應用unpark，parkS0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

public static void park(Object blocker) {  Thread t = Thread.currentThread();  setBlocker(t, blocker);  UNSAFE.park(false, 0L);  setBlocker(t, null);}

public static void unpark(Thread thread) {  if (thread != null)    UNSAFE.unpark(thread);}

Class相關S0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

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系統相關S0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

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內存屏障S0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

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loadFence：保證在這個屏障之前的所有讀操作都已經完成。
storeFence：保證在這個屏障之前的所有寫操作都已經完成。fullFence：保證在這個屏障之前的所有讀寫操作都已經完成。S0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

在java8中 有這個StampedLock類，該類中應用了內存屏障功能。S0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

private static final sun.misc.Unsafe U;static {  try {    U = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();  } catch (Exception e) {    throw new Error(e);  }}public boolean validate(long stamp) {  U.loadFence();  return (stamp & SBITS) == (state & SBITS);}

Unsafe.javaS0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

public final class Unsafe {  private static native void registerNatives();  static {    registerNatives();    sun.reflect.Reflection.registerMethodsToFilter(Unsafe.class, "getUnsafe");  }  private Unsafe() {}  private static final Unsafe theUnsafe = new Unsafe();  // ...}

獲取Unsafe實例

Unsafe類是final且是單例的，并且theUnsafe字段是private；通過如下方法獲取實例。S0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

方法1S0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe") ;theUnsafe.setAccessible(true) ;Unsafe unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null) ;

方法2S0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

private static Unsafe unsafe = null ;static {  try {    Constructor<Unsafe> cons = Unsafe.class.getDeclaredConstructor() ;    cons.setAccessible(true) ;    unsafe = cons.newInstance() ;  } catch (Exception e) {    e.printStackTrace();  }}

Unsafe簡單應用

int i = 0 ;public static void main(String[] args) throws Exception {  UnsafeDemo d = new UnsafeDemo() ;  // 獲取Unsafe實例  Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe") ;  theUnsafe.setAccessible(true) ;  Unsafe unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null) ;  // 獲取類的實例變量  Field f = UnsafeDemo.class.getDeclaredField("i") ;  // 獲取字段相對Java對象的"起始地址"的偏移量  long fieldOffset = unsafe.objectFieldOffset(f) ;  System.out.println(fieldOffset) ;  // 設置值  boolean success = unsafe.compareAndSwapInt(d, fieldOffset, 0, 10) ;  System.out.println(success) ;  System.out.println(d.i) ;}

Unsafe對象操作

private static Unsafe unsafe = null ;static {try {    Constructor<Unsafe> cons = Unsafe.class.getDeclaredConstructor() ;    cons.setAccessible(true) ;    unsafe = cons.newInstance() ;  } catch (Exception e) {    e.printStackTrace();  }}public static void allocate() {  try {    Person p = (Person)unsafe.allocateInstance(Person.class) ;    p.setId("s001");    System.out.println(p.getValue()) ;    System.out.println(p.getId()) ;  } catch (Exception e) {    e.printStackTrace();  }}

執行結果：S0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

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對象操作2：S0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

private Person p = new Person("1", "張三") ;public static void main(String[] args) throws Exception {  UnSafeObjectDemo d = new UnSafeObjectDemo() ;  Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe") ;  field.setAccessible(true) ;  Unsafe unsafe = (Unsafe) field.get(null) ;  Field f = d.getClass().getDeclaredField("p") ;  long offset = unsafe.objectFieldOffset(f) ;  System.out.println(offset) ;  boolean res = unsafe.compareAndSwapObject(d, offset, d.p, new Person("2", "李四")) ;  System.out.println(res) ;  System.out.println(d.p.getName()) ;}

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Unsafe創建對象

當不知道即將使用的對象有何構造函數，或是不想使用現有對象的構造函數創建對象時，可以通過如下方式：S0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

Constructor<Teacher> cons = (Constructor<Teacher>) ReflectionFactory    .getReflectionFactory()    .newConstructorForSerialization(Teacher.class, Object.class.getConstructor());cons.setAccessible(true) ;Teacher t = cons.newInstance() ;System.out.println(t) ;

Unsafe簡單實現原子操作類

public class AtomicCount {  private static Unsafe unsafe ;  private int value ;  private static long valueOffset ;  static {    try {      Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe") ;      theUnsafe.setAccessible(true) ;      unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null) ;      Field f = AtomicCount.class.getDeclaredField("value") ;      valueOffset = unsafe.objectFieldOffset(f) ;    } catch (Exception e) {      e.printStackTrace();    }  }  public AtomicCount(int value) {    this.value = value ;  }  public final int get() {    return value;  }  public final int getAndIncrement() {    return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);  }}

完畢！！！S0V28資訊網——每日最新資訊28at.com

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