Java中Unsafe如何使用

Java中Unsafe如何使用，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，這篇文章詳細(xì)介紹了相對(duì)應(yīng)的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個(gè)問(wèn)題的小伙伴找到更簡(jiǎn)單易行的方法。

Unsafe介紹

Unsafe是位于sun.misc包下的一個(gè)類，主要提供一些用于執(zhí)行低級(jí)別、不安全操作的方法，如直接訪問(wèn)系統(tǒng)內(nèi)存資源、自主管理內(nèi)存資源等，這些方法在提升Java運(yùn)行效率、增強(qiáng)Java語(yǔ)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(yǔ)言擁有了類似C語(yǔ)言指針一樣操作內(nèi)存空間的能力，這無(wú)疑也增加了程序發(fā)生相關(guān)指針問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。在程序中過(guò)度、不正確使用Unsafe類會(huì)使得程序出錯(cuò)的概率變大，使得Java這種安全的語(yǔ)言變得不再“安全”，因此對(duì)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(shí)現(xiàn)的。

Unsafe提供的API大致可分為內(nèi)存操作、CAS、Class、對(duì)象操作、線程、系統(tǒng)信息獲取、內(nèi)存屏障、數(shù)組操作等幾類。

內(nèi)存相關(guān)

CAS相關(guān)

java.util.concurrent.atomic包中的原子類基本都用的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); }

線程相關(guān)

LockSupport類中有應(yīng)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相關(guān)

對(duì)象操作相關(guān)

系統(tǒng)相關(guān)

內(nèi)存屏障

loadFence：保證在這個(gè)屏障之前的所有讀操作都已經(jīng)完成。

storeFence：保證在這個(gè)屏障之前的所有寫(xiě)操作都已經(jīng)完成。

fullFence：保證在這個(gè)屏障之前的所有讀寫(xiě)操作都已經(jīng)完成。

在java8中 有這個(gè)StampedLock類，該類中應(yīng)用了內(nèi)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();     // ... }

獲取Unsafe實(shí)例

Unsafe類是final且是單例的，并且theUnsafe字段是private;通過(guò)如下方法獲取實(shí)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<Unsafe> cons = Unsafe.class.getDeclaredConstructor() ;         cons.setAccessible(true) ;         unsafe = cons.newInstance() ;     } catch (Exception e) {         e.printStackTrace();     } }

Unsafe簡(jiǎn)單應(yīng)用

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

Unsafe對(duì)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(zhí)行結(jié)果：

對(duì)象操作2：

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()) ; }

Unsafe創(chuàng)建對(duì)象

當(dāng)不知道即將使用的對(duì)象有何構(gòu)造函數(shù)，或是不想使用現(xiàn)有對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，可以通過(guò)如下方式：

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(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)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);     }      }

關(guān)于Java中Unsafe如何使用問(wèn)題的解答就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，如果你還有很多疑惑沒(méi)有解開(kāi)，可以關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道了解更多相關(guān)知識(shí)。