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Java中的Unsafe工具类使用详解

作者：小晨想好好学习

这篇文章主要介绍了Java中的Unsafe工具类使用详解,Unsafe是jdk提供的一个直接访问操作系统资源的工具类(底层c++实现),它可以直接分配内存,内存复制,copy,提供cpu级别的CAS乐观锁等操作,需要的朋友可以参考下

一、Unsafe是什么？

Unsafe是jdk提供的一个直接访问操作系统资源的工具类（底层c++实现），它可以直接分配内存，内存复制，copy，提供cpu级别的CAS乐观锁等操作。

Unsafe位于sun.misc包下，jdk中的并发编程包juc(java.util.concurrent)基本全部靠Unsafe实现，由此可见其重要性。

二、Unsafe对象的获取

查看源码：

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

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结论：

public static void main(String[] args) throws Exception{
    Class<Unsafe> unsafeClass = Unsafe.class;
    //方法一：通过反射构造一个Unsafe对象
    Constructor<Unsafe> constructor = unsafeClass.getDeclaredConstructor();
    constructor.setAccessible(true);
    Unsafe unsafe1 = constructor.newInstance();
    System.out.println(unsafe1);
    //方法二：获取内部静态成员变量
    Field theUnsafe = unsafeClass.getDeclaredField("theUnsafe");
    theUnsafe.setAccessible(true);
    Unsafe unsafe2 = (Unsafe) theUnsafe.get(null);
    System.out.println(unsafe2);
}

三、CAS

CAS译为Compare And Swap，它是乐观锁的一种实现。假设主存值为pre，预期值为expect，想要更新成得值为update，当且仅当主存值pre等预期值expect时，才将pre更新为update。

1、相关方法

在unsafe中，实现CAS算法通过cpu的原子指令cmpxchg实现，它对应的方法如下：

在这里插入图片描述

简单介绍下它使用的参数：

为了方便理解，举个栗子。类User有一个成员变量name。我们new了一个对象User后，就知道了它（User对象）在内存中的起始值,而员变量name在对象中的位置偏移是固定的。这样通过这个起始值和这个偏移量就能够定位到成员变量name在内存中的具体位置。

如何得出name在对象User中的偏移量，Unsafe自然也提供了相应的方法：

在这里插入图片描述

2、demo

import sun.misc.Unsafe;
import java.lang.reflect.*;
public class UnsafeDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
        theUnsafe.setAccessible(true);
        Unsafe unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null);
        User user = new User("jsbintask");
        long nameOffset = unsafe.objectFieldOffset(User.class.getDeclaredField("name"));
        boolean res1 = unsafe.compareAndSwapObject(user, nameOffset, "jsbintask1", "jsbintask2");
        System.out.println(res1+", 第一次更新后的值：" + user.getName());
        boolean res2 = unsafe.compareAndSwapObject(user, nameOffset, "jsbintask", "jsbintask2");
        System.out.println(res2+", 第二次更新后的值：" + user.getName());
    }
    public static class User {
        private String name;
            public User(String name) {
            this.name = name;
        }
        public String getName() {
            return name;
        }
    }  
}

在这里插入图片描述

因为内存中name的值为"jsbintask",而第一次使用compareAndSwapObject方法预期值为"jsbintask1"，这显然是不相等的，所以第一次更新失败，返回false。第二次我们传入了正确的预期值，返回true，更新成功！

四、内存分配

Unsafe还给我们提供了直接分配内存，释放内存，拷贝内存，内存设置等方法，值得注意的是，这里的内存指的是堆外内存！它是不受jvm内存模型掌控的，所以使用需要及其小心：

在这里插入图片描述

之后用到的时候再进行补充

五、线程调度

通过Unsafe还可以直接将某个线程挂起，这和调用Object.wait()方法作用是一样的，但是效率确更高！

在这里插入图片描述

我们熟知的AQS(AbstractQueuedSynchronizer)内部挂起线程使用了LockSupport，而LockSupport内部依旧使用的是Unsafe：

到此这篇关于Java中的Unsafe工具类使用详解的文章就介绍到这了,更多相关Unsafe工具类内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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