Java中Unsafe类

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。
Unsafe基本都是Native方法构成，为java语言对底层操作提供很大支持(在很多java源码类中都可以看到它的身影如ConcurrentHashMap,AtomicBoolean,LockSupport等类)。

查看Unsafe源码可以发现,Unsafe类使用单例设计模式(通过static只在类加载时初始化实例对象)

Unsafe 提供了获取实例方法(但是条件比较苛刻)

    public static Unsafe getUnsafe() {
        Class var0 = Reflection.getCallerClass();
        //内部会检查该CallerClass是不是由系统类加载器`BootstrapClassLoader`加载  若是则获取Unsafe对象，否则抛出SecurityException异常
        if (!VM.isSystemDomainLoader(var0.getClassLoader())) {
            throw new SecurityException("Unsafe");
        } else {
            return theUnsafe;
        }
    }

异常信息： 

如果需要安全获取unsafe对象可以通过Java命令行命令-Xbootclasspath/a把调用Unsafe相关方法的类A所在jar包路径追加到默认的bootstrap路径中，使得A被引导类加载器加载，从而通过Unsafe.getUnsafe方法安全的获取Unsafe实例。

java -Xbootclasspath/a: ${path}   // 其中path为调用Unsafe相关方法的类所在jar包路径 

如果在非系统类加载器`BootstrapClassLoader`加载的类中使用Unsafe可以通过反射来获取该类实例对象

        //获取Unsafe 第一个字段属性 其实就是Unsafe实例对象
        Field field =Unsafe.class.getDeclaredFields()[0];

        field.setAccessible(true);
        //获取实例对象
        Unsafe unsafe =  (Unsafe)field.get(null);

Unsafe类获取对象的方式已然知道了,那么Unsafe具体提供了哪些功能呢？

Java源码中使用到Unsafe类处:

1:内存管理

DirectByteBuffer是Java用于实现堆外内存(直接内存)的一个重要类，通常用在通信过程中做缓冲池，如在Netty、MINA等NIO框架中应用广泛。DirectByteBuffer对于堆外内存的创建、使用、销毁等逻辑均由Unsafe提供的堆外内存API来实现。

2:CAS

线程安全类AtomicBoolean

3: 线程调度

LockSupport类:

线程挂起:

线程重启:

4:数组操作

AtomicIntegerArray类:

5:内存屏障

StampedLock类:

6:系统管理 

java.nio.Bits类 计算待申请内存所需内存页数量的静态方法，其依赖于Unsafe中pageSize方法获取系统内存页大小实现后续计算逻辑,该类在私包中，无法正常初始化