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Java中Unsafe如何使用

Java中Unsafe如何使用，针对这个问题，这篇文章详细介绍了相对应的分析和解答，希望可以帮助更多想解决这个问题的小伙伴找到更简单易行的方法。

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Unsafe介绍

Unsafe是位于sun.misc包下的一个类，主要提供一些用于执行低级别、不安全操作的方法，如直接访问系统内存资源、自主管理内存资源等，这些方法在提升Java运行效率、增强Java语言底层资源操作能力方面起到了很大的作用。但由于Unsafe类使得Java语言拥有了类似C语言指针一样操作内存空间的能力，这无疑也增加了程序发生相关指针问题的风险。在程序中过度、不正确使用Unsafe类会使得程序出错的概率变大，使得Java这种安全的语言变得不再“安全”，因此对Unsafe的使用一定要慎重。

java.util.concurrent.atomic包下的原子操作类，基本都是使用Unsafe实现的。

Unsafe提供的API大致可分为内存操作、CAS、Class、对象操作、线程、系统信息获取、内存屏障、数组操作等几类。

内存相关

Java中Unsafe如何使用

CAS相关

Java中Unsafe如何使用

java.util.concurrent.atomic包中的原子类基本都用的Unsafe

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); }

线程相关

Java中Unsafe如何使用

LockSupport类中有应用unpark，park

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相关

Java中Unsafe如何使用

对象操作相关

Java中Unsafe如何使用

系统相关

Java中Unsafe如何使用

内存屏障

Java中Unsafe如何使用

loadFence：保证在这个屏障之前的所有读操作都已经完成。

storeFence：保证在这个屏障之前的所有写操作都已经完成。

fullFence：保证在这个屏障之前的所有读写操作都已经完成。

在java8中 有这个StampedLock类，该类中应用了内存屏障功能。

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); }
U.loadFence();

Unsafe.java

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();     // ... }

获取Unsafe实例

Unsafe类是final且是单例的，并且theUnsafe字段是private;通过如下方法获取实例

方法1

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

方法2

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

Unsafe简单应用

int i = 0 ;      public static void main(String[] args) throws Exception {     UnsafeDemo d = new UnsafeDemo() ;     // 获取Unsafe实例     Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe") ;     theUnsafe.setAccessible(true) ;     Unsafe unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null) ;     // 获取类的实例变量     Field f = UnsafeDemo.class.getDeclaredField("i") ;     // 获取字段相对Java对象的"起始地址"的偏移量     long fieldOffset = unsafe.objectFieldOffset(f) ;     System.out.println(fieldOffset) ;     // 设置值     boolean success = unsafe.compareAndSwapInt(d, fieldOffset, 0, 10) ;     System.out.println(success) ;     System.out.println(d.i) ; }

Unsafe对象操作

private static Unsafe unsafe = null ;      static { try {         Constructor 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();     } }

执行结果：

Java中Unsafe如何使用

对象操作2：

private Person p = new Person("1", "张三") ;      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()) ; }

Java中Unsafe如何使用

Unsafe创建对象

当不知道即将使用的对象有何构造函数，或是不想使用现有对象的构造函数创建对象时，可以通过如下方式：

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

Unsafe简单实现原子操作类

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);     }      }

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文章标题：Java中Unsafe如何使用
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