关于java:聊聊多线程中常用的Unsafe

33次阅读

共计 2878 个字符，预计需要花费 8 分钟才能阅读完成。

看过 JUC 源码的同学对 Unsafe 应该都不生疏，很多 JUC 包下的类外部都是用它来实现的 CAS 操作，可见它的威力和重要性。为什么它的命名是“不平安”呢？因为它能够间接拜访和操作底层内存资源，这对于程序员来说，如果适度或者不正确的应用 Unsafe 类，就变得不平安了。

咱们先来看看它的内部结构：

public final class Unsafe {
    private static final Unsafe theUnsafe;
    
    private Unsafe() {}
    
    @CallerSensitive
    public static Unsafe getUnsafe() {
        // 获取调用方的 Class
        Class var0 = Reflection.getCallerClass();
        // 判断调用方是否是疏导类加载器加载的
        if (!VM.isSystemDomainLoader(var0.getClassLoader())) {throw new SecurityException("Unsafe");
        } else {return theUnsafe;}
   }
}

能够看到，Unsafe 类是单例的，那咱们应用程序能够间接调用 getUnsafe()办法拿到它的实例吗？无妨来试试看：

import sun.misc.Unsafe;
public class TryGetUnsafe {public static void main(String[] args) {Unsafe theUnsafe = Unsafe.getUnsafe();
        System.out.println(theUnsafe.toString());
    }
}

运行后果如下：

认真看了 getUnsafe()源码的同学，都不难理解为什么抛出这个异样，因为它有个安全控制，若调用方的 Class 不是疏导类加载器所加载的，就会抛出异样 SecurityException(“Unsafe”)，它是怎么判断是否疏导类加载器加载的呢？代码也很简略：

public static boolean isSystemDomainLoader(ClassLoader var0) {return var0 == null;}

回顾下类加载机制的双亲委派模型，最顶层就是疏导类加载器，它是用 C ++ 语言实现的，不是 Java 的类，对应的 ClassLoader 实例就为 null。
那如果咱们应用程序就想拿到 Unsafe 实例，有什么方法吗？
办法有 2 种：
①从它的限度条件登程，让咱们编写的应用程序所在的类被疏导类加载器所加载即可，具体怎么做呢？
通过 Java 命令行命令 -Xbootclasspath/a 把调用 Unsafe 相干办法的类所在 jar 包门路追加到默认的 bootstrap 门路中，即：

java -Xbootclasspath/a: ${path}   // 其中 path 为调用 Unsafe 相干办法的类所在 jar 包门路

②弱小的反射机制，间接上代码：

import sun.misc.Unsafe;
import java.lang.reflect.Field;
public class TryGetUnsafe {public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {Field theUnsafeField = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
        theUnsafeField.setAccessible(true);
        Unsafe unsafe = (Unsafe)theUnsafeField.get(null);
        System.out.println(unsafe.toString());
    }
}

运行后果如下：

阐明咱们曾经胜利获取了 Unsafe 实例。

public native long objectFieldOffset(Field field)：获取指定的属性 Field 在所属类中的内存偏移地址。这个办法很多类都会应用到，如我另一篇文章 ThreadLocalRandom 讲到的源码：

public final native boolean compareAndSwapLong(Object obj, long offset, long expect, long update)：比拟对象 obj 中偏移量为 offset 的属性值，是否与预期值 expect 相等，如果相等就替换成 update 值，而后返回 true，否则返回 false。即咱们常说的 CAS 底层实现。还有相似的办法 compareAndSwapInt，compareAndSwapObject 等。
public native long getLongVolatile(Object obj, long offset)：获取对象 obj 中偏移量为 offset 的属性对应 volatile 语义的值。
public native void putLongVolatile(Object obj, long offset, long value)：设置对象 obj 中偏移量为 offset 的属性值为 value，这个操作同样也是带 volatile 语义的。
public final long getAndAddLong(Object obj, long offset, long addValue)：获取对象 obj 中偏移量为 offset 的属性值, 并设置新值 = 旧值 +addValue，留神返回的是旧值。这个办法没有 native 修饰符，是 java 写的，源码如下：

public final long getAndAddLong(Object obj, long offset, long addValue) {
    long l;
    do {l = this.getLongVolatile(obj, offset);
    } while(!this.compareAndSwapLong(obj, offset, l, l + addValue));
    return l;
}

public native int arrayBaseOffset(Class<?> arrayClass)：获取数组的第一个元素地址。
public native int arrayIndexScale(Class<?> arrayClass)：获取数组每个元素占用的字节数。
public native void park(boolean isAbsolute, long time)：阻塞以后线程，其中参数 isAbsolute 示意是否为相对工夫，isAbsolute 为 false 且 time 为 0 时示意始终阻塞，time 大于 0 示意期待 time 时间段后线程被唤醒，如果 isAbsoluete 为 true，那 time 示意的是某个工夫点的工夫戳毫秒值。当其余线程调用 unpark，且参数为此线程时，此线程就会被唤醒。其余线程调用 interrupt 办法时，同样也会唤醒。
public native void unpark(Object thread)：唤醒某个调用 park 办法的线程 thread。
罕用的办法就介绍这么多，其实还有很多其余办法，有趣味的同学能够去翻看源码。

正文完