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详解Java Unsafe如何花式操作内存

作者：小新成长之路

C++可以动态的分类内存，而java并不能这样，是不是java就不能操作内存呢，其实是有其他办法可以操作内存的，下面就一起看看Unsafe是如何花式操作内存的吧

前言

C++可以动态的分类内存（但是得主动释放内存，避免内存泄漏），而java并不能这样，java的内存分配和垃圾回收统一由JVM管理，是不是java就不能操作内存呢？当然有其他办法可以操作内存，接下来有请 Unsafe 出场，我们一起看看 Unsafe 是如何花式操作内存的。

Unsafe介绍

Unsafe 见名知意，不安全的意思，因为通过这个类可以绕过JVM的管理直接去操作内存，如果操作不当或者使用完成后没有及时释放的话，这部分的内存不会被回收，久而久之，这种没有被释放的内存会越来越多造成内存泄漏。所以这是一个比较不安全的操作，一般不建议直接使用，毕竟这种问题导致的线上问题很难查出，另外通常的解决办法就是重启系统了。虽然 Unsafe 是不安全的操作，但可以根据实际情况合理使用可以达到更好的效果，比如像java NIO里就有通过这种方式创建堆外存。 Unsafe 常用的操作包括：分配内存释放内存、实例化及对象操作、数组操作、CAS、线程同步等。

Unsafe实例对象的获取

Unsafe不能直接获取到，像下面这样使用会直接抛出安全检查异常。

public static void main(String[] args) throws Exception {
    Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
}

运行结果就这样：

Exception in thread "main" java.lang.SecurityException: Unsafe
    at sun.misc.Unsafe.getUnsafe(Unsafe.java:90)
    at com.star95.study.UnsafeTest.main(UnsafeTest.java:21)

我们来看看 sun.misc.Unsafe.getUnsafe 这个方法的源码：

public static Unsafe getUnsafe() {
    Class var0 = Reflection.getCallerClass();
    if (!VM.isSystemDomainLoader(var0.getClassLoader())) {
        throw new SecurityException("Unsafe");
    } else {
        return theUnsafe;
    }
}

这里会判断这个类的加载器是否是启用类加载器 Bootstrap ClassLoader ，如果不是启动类加载器加载的则抛异常。 Bootstrap ClassLoader 这个类加载器主要加载java核心类库，比如rt.jar这类包的，java采用的是双亲委托方式加载类，如果父加载器已加载了某个类，则子加载器不再加载，采用这样的方式进一步加强安全性。关于启动类加载器 Bootstrap ClassLoader 、扩展类加载器 Extension Classloader 、应用程序类加载器 Application Classloader 这里不再介绍，感兴趣的可自行搜索。以下介绍3种方法来获取 Unsafe 。

1、修改启动类加载器的搜索路径

public class UnsafeUtil {
    private UnsafeUtil() {}
    public static Unsafe getUnsafe() {
        System.out.println("get getUnsafe...");
        return Unsafe.getUnsafe();
    }
}

就这一个类，打成一个jar包。

把这个jar包的路径放到jvm启动参数里 -Xbootclasspath/a:D:\work\projects\test\unsafe\target\unsafe-1.0-SNAPSHOT.jar ，然后调用即可获取到 Unsafe 。

关于jvm参数 -Xbootclasspath 说明:

-Xbootclasspath:新jar路径（Windows用;分隔,linux用:分隔），这种相当于覆盖了java默认的核心类搜索路径，包括核心类库例如rt.jar，这种基本不用。

-Xbootclasspath/a:新jar路径（Windows用;分隔,linux用:分隔）,这种是把新jar路径追加到已有的classpath后，相当于扩大了核心类的范围，这个常用。

-Xbootclasspath/p:新jar路径（Windows用;分隔,linux用:分隔）,这种是把新jar路径追加到已有的classpath前，也相当于扩大了核心类的范围，但是放到核心类前可能会引起冲突，这个不常用。

2、利用反射使用构造方法创建实例

Unsafe 有一个私有的无参构造方法，利用反射使用构造方法也可以创建 Unsafe 实例。

Constructor constructor = Unsafe.class.getDeclaredConstructors()[0];
constructor.setAccessible(true);
Unsafe unsafe = (Unsafe)constructor.newInstance();
System.out.println(unsafe);

3、利用反射获取Unsafe属性创建实例

Unsafe 类里有一个属性 private static final Unsafe theUnsafe; 利用反射获取到这个属性然后对 null 这个对象获取属性值就会触发类静态块儿的执行，从而达到实例化的目的。

private static Unsafe getUnsafe() {
    try {
        Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
        field.setAccessible(true);
        return (Unsafe)field.get(null);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;
}

以上3种方法虽然都可以获取到 Unsafe 的实例，但第三种更常用一些。

Unsafe常用操作

Unsafe类里大概有100多个方法，按用途主要分为以下几大类，分别介绍。

Unsafe操作内存

内存操作主要包括内存

//分配指定大小的内存
public long allocateMemory(long bytes)
//根据给定的内存地址address调整内存大小
public long reallocateMemory(long address, long bytes)
//设置内存值
public void setMemory(Object o, long offset, long bytes, byte value)
public void setMemory(long address, long bytes, byte value)
//内存复制，支持两种地址模式
public void copyMemory(Object srcBase, long srcOffset,  Object destBase, long destOffset, long bytes)
//释放allocateMemory和reallocateMemory申请的内存
public native void freeMemory(long address)

举个栗子：

public void test() throws Exception {
        Unsafe unsafe = getUnsafe();
        long address = unsafe.allocateMemory(8);
        System.out.println("allocate memory with 8 bytes, address=" + address);
        long data = 13579L;
        unsafe.putLong(address, data);
        System.out.println("direct put data to address, data=" + data);
        System.out.println("get address data=" + unsafe.getLong(address));
        long address1 = unsafe.allocateMemory(8);
        System.out.println("allocate memory with 8 bytes, address1=" + address);
        unsafe.copyMemory(address, address1, 8);
        System.out.println("copy memory with 8 bytes to address1=" + address1);
        System.out.println("get address1 data=" + unsafe.getLong(address1));
        unsafe.reallocateMemory(address1, 16);
        unsafe.setMemory(address1, 16, (byte)20);
        System.out.println("after setMemory address1=" + unsafe.getByte(address1));
        unsafe.freeMemory(address1);
        unsafe.freeMemory(address);
        System.out.println("free memory over");
        long[] l1 = new long[] {11, 22, 33, 44};
        long[] l2 = new long[4];
        long offset = unsafe.arrayBaseOffset(long[].class);
        unsafe.copyMemory(l1, offset, l2, offset, 32);
        System.out.println("l2=" + Arrays.toString(l2));
    }

输出结果：

allocate memory with 8 bytes, address=510790256
direct put data to address, data=13579
get address data=13579
allocate memory with 8 bytes, address1=510790256
copy memory with 8 bytes to address1=510788736
get address1 data=13579
after setMemory address1=20
free memory over
l2=[11, 22, 33, 44]

Unsafe操作类、对象及变量

下面介绍关于类、对象及变量相关的一些操作，还有一些其他的方法没有一一列出，大家可以自行研究。

//实例化对象，不调构造方法
Object allocateInstance(Class<?> cls)
//字段在内存中的地址相对于实例对象内存地址的偏移量
public long objectFieldOffset(Field f)
//字段在内存中的地址相对于class内存地址的偏移量
public long objectFieldOffset(Class<?> c, String name)
//静态字段在class对象中的偏移
public long staticFieldOffset(Field f)
//获得静态字段所对应类对象
public Object staticFieldBase(Field f)
//获取对象中指定偏移量的int值，这里还有基本类型的其他其中，比如char,boolean,long等
public native int getInt(Object o, long offset);
//将int值放入指定对象指定偏移量的位置，这里还有基本类型的其他其中，比如char,boolean,long等
public native void putInt(Object o, long offset, int x);
//获取obj对象指定offset的属性对象
public native Object getObject(Object obj, long offset);
//将newObj对象放入指定obj对象指定offset偏移量的位置
public native void putObject(Object obj, long offset, Object newObj);

实战一下吧

class Cat {
    private String name;
    private long speed;
    public Cat(String name, long speed) {
        this.name = name;
        this.speed = speed;
    }
    public Cat() {
        System.out.println("constructor...");
    }
    static {
        System.out.println("static...");
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Cat{" + "name='" + name + '\'' + ", speed=" + speed + '}';
    }
}
class Foo {
    private int age;
    private Cat cat;
    private static String defaultString = "default........";
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public Cat getCat() {
        return cat;
    }
    public void setCat(Cat cat) {
        this.cat = cat;
    }
}
//测试方法
public void test1() throws Exception {
    // 使用allocateInstance方法创建一个Cat实例，这里不会调用构造方法，但是静态块会执行，所以会输出"static..."
    Cat cat = (Cat)unsafe.allocateInstance(Cat.class);
    System.out.println("allocateInstance cat--->" + cat);
    Foo f = new Foo();
    f.setAge(13);
    f.setCat(new Cat("ketty", 120));
    long ageOffset = unsafe.objectFieldOffset(Foo.class.getDeclaredField("age"));
    // 这个offset的属性是一个Cat对象
    long catOffset = unsafe.objectFieldOffset(Foo.class.getDeclaredField("cat"));
    // 获取静态属性的时候直接用Class对象，用实例对象的话会发生NPE异常
    long defaultStringOffset = unsafe.staticFieldOffset(Foo.class.getDeclaredField("defaultString"));
    System.out.println("get age=" + unsafe.getInt(f, ageOffset));
    System.out.println("get cat=" + unsafe.getObject(f, catOffset));
    System.out.println("get defaultString=" + unsafe.getObject(Foo.class, defaultStringOffset));
    System.out.println("---------------------");
    // 操作内存放入新值
    unsafe.putInt(f, ageOffset, 100);
    unsafe.putObject(f, catOffset, new Cat("hello", 333));
    unsafe.putObject(f, defaultStringOffset, "new default string");
    System.out.println("after put then get age=" + unsafe.getInt(f, ageOffset));
    System.out.println("after put then get cat=" + unsafe.getObject(f, catOffset));
    System.out.println("after put then get defaultString=" + unsafe.getObject(f, defaultStringOffset));
    System.out.println("---------------------");
}

程序输出如下：

static...
allocateInstance cat--->Cat{name='null', speed=0}
get age=13
get cat=Cat{name='ketty', speed=120}
get defaultString=default........
---------------------
after put then get age=100
after put then get cat=Cat{name='hello', speed=333}
after put then get defaultString=new default string
---------------------

Unsafe操作数组

数组除了8种基本类型外，还包括Object数组。在 Unsafe 类里是通过静态块来获取这些数据。

public void test2() {
    // 获取8种基本类型和Object类型数组的基础偏移量，scale相关的可以理解每个类型对应的值所占的大小
    // 通过输出信息我们可以看到基础偏移量都是16，scale除Object的是4外，基础数据类型的scale就是相应的字节大小
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_BOOLEAN_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_BOOLEAN_BASE_OFFSET);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_BOOLEAN_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_BOOLEAN_INDEX_SCALE);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_BYTE_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_BYTE_BASE_OFFSET);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_BYTE_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_BYTE_INDEX_SCALE);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_SHORT_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_SHORT_BASE_OFFSET);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_SHORT_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_SHORT_INDEX_SCALE);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_CHAR_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_CHAR_BASE_OFFSET);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_CHAR_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_CHAR_INDEX_SCALE);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_INT_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_INT_BASE_OFFSET);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_INT_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_INT_INDEX_SCALE);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_LONG_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_LONG_BASE_OFFSET);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_LONG_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_LONG_INDEX_SCALE);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_FLOAT_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_FLOAT_BASE_OFFSET);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_FLOAT_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_FLOAT_INDEX_SCALE);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_DOUBLE_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_DOUBLE_BASE_OFFSET);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_DOUBLE_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_DOUBLE_INDEX_SCALE);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_OBJECT_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_OBJECT_BASE_OFFSET);
    System.out.println("Unsafe.ARRAY_OBJECT_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_OBJECT_INDEX_SCALE);
    System.out.println("------------------------------");
    // 基本数据数组类型操作
    int[] array = new int[] {11, 22, 33};
    /*
        改变最后一个元素的值，地址的算法就是：基础地址+偏移量，这个偏移量就是类型占用的大小*位置，Unsafe.ARRAY_INT_BASE_OFFSET + (array.length - 1) * Unsafe.ARRAY_INT_INDEX_SCALE
     */
    System.out.println("before put array[2]=" + array[2]);
    unsafe.putInt(array, (long)Unsafe.ARRAY_INT_BASE_OFFSET + (array.length - 1) * Unsafe.ARRAY_INT_INDEX_SCALE,
        100);
    // 获取最后一个元素的值
    System.out.println("after put array[2]=" + array[2]);
    // 也可以这么获取，使用基础地址+偏移量的方式
    System.out.println("after put array[2]=" + unsafe.getInt(array,
        (long)Unsafe.ARRAY_INT_BASE_OFFSET + (array.length - 1) * Unsafe.ARRAY_INT_INDEX_SCALE));
    System.out.println("-------------------");
    // Object类型数组操作
    Cat[] cats = {new Cat("cat1", 1), new Cat("cat2", 2), new Cat("cat3", 3)};
    System.out.println("before put cats[2]=" + cats[2]);
    unsafe.putObject(cats,
        (long)Unsafe.ARRAY_OBJECT_BASE_OFFSET + (cats.length - 1) * Unsafe.ARRAY_OBJECT_INDEX_SCALE,
        new Cat("newcat", 10000));
    // 获取最后一个元素的值
    System.out.println("after put cats[2]=" + cats[2]);
    // 也可以这么获取，使用基础地址+偏移量的方式
    System.out.println("after put cats[2]=" + unsafe.getObject(cats,
        (long)Unsafe.ARRAY_OBJECT_BASE_OFFSET + (cats.length - 1) * Unsafe.ARRAY_OBJECT_INDEX_SCALE));
    System.out.println("-------------------");
}

输出：

Unsafe.ARRAY_BOOLEAN_BASE_OFFSET=16
Unsafe.ARRAY_BOOLEAN_INDEX_SCALE=1
Unsafe.ARRAY_BYTE_BASE_OFFSET=16
Unsafe.ARRAY_BYTE_INDEX_SCALE=1
Unsafe.ARRAY_SHORT_BASE_OFFSET=16
Unsafe.ARRAY_SHORT_INDEX_SCALE=2
Unsafe.ARRAY_CHAR_BASE_OFFSET=16
Unsafe.ARRAY_CHAR_INDEX_SCALE=2
Unsafe.ARRAY_INT_BASE_OFFSET=16
Unsafe.ARRAY_INT_INDEX_SCALE=4
Unsafe.ARRAY_LONG_BASE_OFFSET=16
Unsafe.ARRAY_LONG_INDEX_SCALE=8
Unsafe.ARRAY_FLOAT_BASE_OFFSET=16
Unsafe.ARRAY_FLOAT_INDEX_SCALE=4
Unsafe.ARRAY_DOUBLE_BASE_OFFSET=16
Unsafe.ARRAY_DOUBLE_INDEX_SCALE=8
Unsafe.ARRAY_OBJECT_BASE_OFFSET=16
Unsafe.ARRAY_OBJECT_INDEX_SCALE=4
------------------------------
before put array[2]=33
after put array[2]=100
after put array[2]=100
-------------------
static...
before put cats[2]=Cat{name='cat3', speed=3}
after put cats[2]=Cat{name='newcat', speed=10000}
after put cats[2]=Cat{name='newcat', speed=10000}
-------------------

Tips:

如果操作的元素位置没有在数组范围内的话，put和get操作不会异常，都会成功，因为这是内存操作，使用的是基础地址+偏移量，但是并没有改变原始数组的大小，put后可以获取相应位置的内存数据，在没有put前调用get则获取的是数据类型的默认值。

CAS

比较并交换（Compare And Swap），在jvm里是一个原子操作，先获取内存的值，然后判断内存值和预期值是否相同，相同则更新为新值表示操作成功，不同则直接返回false，表明操作失败。java里的JUC包下很多队列或者锁都采用了这种实现方式。

//每次都从主内存获取var1对象var2偏移量的long值
public native long getLongVolatile(Object var1, long var2);
//将var4值放入指定var1对象的var2偏移量位置，直接刷新到主内存
public native void putLongVolatile(Object var1, long var2, long var4);
// 比较并替换原值为新值，操作成功返回true否则false，var1是指定对象，var2是偏移量地址，var4是预期的原值，var5是要更新的新值
public final native boolean compareAndSwapLong(Object var1, long var2, long var4, long var6);
// 自旋获取原值并增加数值，var1是指定对象，var2是偏移量地址，var4是要增加的值
public final int getAndAddLong(Object var1, long var2, long var4) {
    int var5;
    do {
        var5 = this.getLongVolatile(var1, var2);
    } while(!this.compareAndSwapLong(var1, var2, var5, var5 + var4));
    return var5;
}
// 自旋获取原值并设置新值，var1是指定对象，var2是偏移量地址，var4是要设置的新值
public final int getAndSetLong(Object var1, long var2, long var4) {
    int var5;
    do {
        var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
    } while(!this.compareAndSwapLong(var1, var2, var5, var4));
    return var5;
}
// 还有Object相关的cas操作这里没有列出

举几个栗子

public void test3() throws Exception {
    Cat cat = new Cat("Kitty", 1000);
    long speedOffset = unsafe.objectFieldOffset(Cat.class.getDeclaredField("speed"));
    System.out.println("before putLongVolatile,getLongVolatile=" + unsafe.getLongVolatile(cat, speedOffset));
    // 设置speed的值为2000
    unsafe.putLongVolatile(cat, speedOffset, 2000);
    System.out.println("after putLongVolatile,getLongVolatile=" + unsafe.getLongVolatile(cat, speedOffset));
    // 到这里speed的值是2000，但是compareAndSwapLong里预期的值是3000，所以cas失败，返回false
    System.out.println("compareAndSwapLong result:" + unsafe.compareAndSwapLong(cat, speedOffset, 3000, 4000));
    // 到这里speed的值是2000，但是compareAndSwapLong里预期的值是2000，cas更新成功，返回true
    System.out.println("compareAndSwapLong result:" + unsafe.compareAndSwapLong(cat, speedOffset, 2000, 4000));
    // cas后speed的值就是4000了
    System.out.println("after compareAndSwapLong,getLongVolatile=" + unsafe.getLongVolatile(cat, speedOffset));
    // getAndAddLong会返回原值4000，新值=原值+10
    System.out.println("getAndAddLong:" + unsafe.getAndAddLong(cat, speedOffset, 10));
    // getAndAddLong后speed新值是4010
    System.out.println("after getAndAddLong,getLongVolatile=" + unsafe.getLongVolatile(cat, speedOffset));
    // getAndSetLong会返回原值4010，新值=要设置的新值1000
    System.out.println("getAndSetLong:" + unsafe.getAndSetLong(cat, speedOffset, 1000));
    // getAndSetLong后speed新值是1000
    System.out.println("after getAndSetLong,getLongVolatile=" + unsafe.getLongVolatile(cat, speedOffset));
}

输出结果：

static...
before putLongVolatile,getLongVolatile=1000
after putLongVolatile,getLongVolatile=2000
compareAndSwapLong result:false
compareAndSwapLong result:true
after compareAndSwapLong,getLongVolatile=4000
getAndAddLong:4000
after getAndAddLong,getLongVolatile=4010
getAndSetLong:4010
after getAndSetLong,getLongVolatile=1000

线程调度及同步

// 释放线程让其继续执行，多次调用只会生效一次，可以在park前调用
public native void unpark(Object thread);
// 阻塞线程，isAbsolute为true：表示绝对时间，time的单位是毫秒ms，false：表示相对时间，time的单位是纳秒级的时间
public native void park(boolean isAbsolute, long time);
//以下3个方法均标注过期了，建议使用其他同步方法
// 获取var1的对象锁，没获取到则阻塞等待
public native void monitorEnter(Object var1);
// 尝试获取var1的对象锁，不阻塞，获取到则返回true，没获取到返回false
public native boolean tryMonitorEnter(Object var1);
// 释放var1对象锁
public native void monitorExit(Object var1);

我们先看看monitor同步相关的测试：

public void test4() {
    Object obj = new Object();
    Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " isrunning...");
                unsafe.monitorEnter(obj);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " got monitorEnter...");
                Thread.sleep(3000);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " business over...");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                unsafe.monitorExit(obj);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " monitorExit...");
            }
        }
    });
    Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " isrunning...");
                unsafe.monitorEnter(obj);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " got monitorEnter...");
                Thread.sleep(2000);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " business over...");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                unsafe.monitorExit(obj);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " monitorExit...");
            }
        }
    });
    Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            boolean flag = false;
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " isrunning...");
                flag = unsafe.tryMonitorEnter(obj);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " tryMonitorEnter:" + flag);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                if (flag) {
                    unsafe.monitorExit(obj);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " monitorExit...");
                }
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " over...");
        }
    });
    t1.start();
    t2.start();
    t3.start();
}

可能的一种输出如下（线程是根据系统分配资源调度的，输出先后顺序会有多种），下面的这个输出我们可以看到先输出3个线程都启动了，Thread-2尝试获取锁失败就结束了，然后Thread-0竞争到了对象锁，等Thread-0线程运行完毕释放了锁，Thread-1才会获取到锁继续执行直到结束释放锁。Tips：

monitor相关的方法已经加了@deprecated注解，官方已经不再建议使用，可以换成其他锁或者同步方式

Thread-0 isrunning...
Thread-2 isrunning...
Thread-2 tryMonitorEnter:false
Thread-2 over...
Thread-1 isrunning...
Thread-0 got monitorEnter...
Thread-0 business over...
Thread-0 monitorExit...
Thread-1 got monitorEnter...
Thread-1 business over...
Thread-1 monitorExit...

我们在来看看park、unpark相关的使用

public void test5() throws Exception {
    DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    System.out
        .println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName() + " is running...");
    // 这里让当前线程阻塞6s，注意：如果park第一个参数是true的话，表示绝对时间,这个时间是毫秒级的，也就是系统时间，系统到这个绝对时间后才唤醒执行
    unsafe.park(true, System.currentTimeMillis() + TimeUnit.SECONDS.toMillis(6));
    System.out
        .println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName() + " continue...");
    // 这里让当前线程阻塞3s，注意：如果park第一个参数是false的话，这个是纳秒级别的时间，表示相对当前时间3s后继续唤醒执行
    unsafe.park(false, TimeUnit.SECONDS.toNanos(3));
    System.out
        .println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName() + " continue...");
    // 如果park的第一个参数是false，第二个值是0，则会一直等待，直到其他线程调用了unpark这个线程才会结束阻塞
    // 一般像这种无限期等待的调了多少次park(false, 0)就要对于调同样次数的unpark才会完全解除阻塞
    unsafe.park(false, 0);
}

输出：

2020-05-11 08:01:04 main is running...
2020-05-11 08:01:10 main continue...
2020-05-11 08:01:13 main continue...

再看一个案例：

public void test6() throws Exception {
    DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            try {
                System.out.println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName()
                    + " is running...");
                // 这里让当前线程阻塞600s也就是10分钟，注意：如果park第一个参数是true的话，表示绝对时间,这个时间是毫秒级的，也就是系统时间，系统到这个绝对时间后才唤醒执行
                unsafe.park(true, System.currentTimeMillis() + TimeUnit.SECONDS.toMillis(600));
                System.out.println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName()
                    + " continue...");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    });
    Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            try {
                System.out.println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName()
                    + " is running...");
                // 这里让当前线程阻塞600s也就是10分钟，注意：如果park第一个参数是true的话，表示绝对时间,这个时间是毫秒级的，也就是系统时间，系统到这个绝对时间后才唤醒执行
                unsafe.park(true, System.currentTimeMillis() + TimeUnit.SECONDS.toMillis(600));
                // unsafe.park(true, System.currentTimeMillis() + TimeUnit.SECONDS.toMillis(600));
                System.out.println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName()
                    + " continue...");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    });
    t1.start();
    t2.start();
    // 主线程休眠2秒
    Thread.sleep(2000);
    System.out
        .println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName() + " is running...");
    // 这里调了unpark方法，参数就是t1线程，unsafe.unpark唤醒了t1线程，使得t1线程不用等到10分钟立马就可以执行
    unsafe.unpark(t1);
    // 下面连续调用了两次unpark t2线程，但是结果只释放了一次令牌，如果把t2线程的unsafe.park注释去掉，那么t2线程会一直等到park的时间到后被唤醒执行，
    unsafe.unpark(t2);
    unsafe.unpark(t2);
    System.out.println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName() + " over...");
}

输出如下：

2020-05-11 08:05:26 Thread-1 is running...
2020-05-11 08:05:26 Thread-0 is running...
2020-05-11 08:05:28 main is running...
2020-05-11 08:05:28 main over...
2020-05-11 08:05:28 Thread-1 continue...
2020-05-11 08:05:28 Thread-0 continue...

unsafe的park和unpark在JUC并发包下使用的特别多，后续再介绍吧

内存屏障

这个我没有深入的了解，网上找了些资料看了看，没有具体的实践过，大家可以了解下。

其他

类加载，类实例化相关的一些方法，还有其他的方法，这里不再一一说明，虽然不常用，但是了解其运行原理，或者去研究一下jvm的源码对自己都是一种提升。

以上就是详解Java Unsafe如何花式操作内存的详细内容，更多关于Java Unsafe的资料请关注脚本之家其它相关文章！

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