Unsafe使用详解

目录

一、Unsafe介绍

二、获取Unsafe类

三、Unsafe功能介绍

1、内存的分配和释放

2、park和Unpark

3、跨方法锁

4、cas

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一、Unsafe介绍

        unsafe提供了一系列native方法。具体功能有cas、内存申请与释放、park和unpark、内存屏障、跨方法锁（jdk11不再提供该方法）。

二、获取Unsafe类

我们一般有以下的几种方法去使用一个类，但是在这里我们只能使用反射来获取使用。

1. 通过构造方法。Unsafe类的构造方法被private修饰，所以我们不能通过new的方式通过。
2. 通过继承。Unsafe类被final修饰，所以我们也不能通过继承的方式使用他。
3. 通过暴露出来的方法。Unsafe提供了静态方法getUnsafe()，但是get方法会对调用该方法的类加载器进行判定，我们调用该方法的类加载器是AppClassLoader，也是不行的。
4. 通过反射。这里获取Unsafe类就是通过反射实现的。

package tools.unsafe;

import sun.misc.Unsafe;

import java.lang.reflect.Field;

/**
 * @Auther: duanYL
 * @Date: 2023/10/26/10:54
 * @Description:
 */
public class GetUnsafe {
    public static void main(String[] args) {
        Unsafe unsafe = getUnsafeInstance();
        System.out.println(unsafe);
    }

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

     

三、Unsafe功能介绍

1、内存的分配和释放

分配的是系统内存，不被JVM管理，所以还要手动释放

package tools.unsafe;

import sun.misc.Unsafe;


public class AllocateMemoryAccess {

    public static void main(String[] args) {
        Unsafe unsafe = UnsafeInstance.getUnsafeInstance();
        long temp = 123456789L;
        byte size = 8;
        /*
         * 调用allocateMemory分配内存
         */
        long memoryAddress = unsafe.allocateMemory(size);
        System.out.println("分配的地址 :-> "+memoryAddress);
        /*
         * 写入到内存中
         */
        unsafe.putAddress(memoryAddress, temp);
        /*
         * 内存中读取数据
         */
        long readValue = unsafe.getAddress(memoryAddress);

        System.out.println("从指定地址取得的value : " + readValue);

        unsafe.freeMemory(memoryAddress);
    }

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
    }
}

2、park和Unpark

package tools.unsafe;

import sun.misc.Unsafe;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @Auther: duanYL
 * @Date: 2023/10/26/13:56
 * @Description:
 */
public class TestParkAndUnPark {
    public static void main(String[] args) {
        Unsafe unsafe = UnsafeInstance.getUnsafeInstance();
        Thread thread = new Thread(() -> {
            //如果第一个参数为true，则会实现定时
            System.out.println("thread park !");
            unsafe.park(false,0);
            System.out.println("thread unpark !");
        });
        thread.start();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        System.out.println("唤醒线程！！");
        
        unsafe.unpark(thread);
    }
}

 

3、跨方法锁

synchronized锁住的是一个方法的一块区域，但是unsafe提供的锁，可以在不同的方法里面加锁释放。这个方法在jdk11就不再提供了。

4、cas

unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffTemp, old, target)保证了同一时间只有一个线程能改变该值。其中valueOffTemp是在TestCAS类中，temp变量所在的内存位置。

package tools.unsafe;

import sun.misc.Unsafe;

/**
 * @Auther: duanYL
 * @Date: 2023/10/26/14:09
 * @Description:
 */
public class TestCAS {

    static final Unsafe unsafe = UnsafeInstance.getUnsafeInstance();

    private volatile int temp;

    private static final long valueOffTemp;

    public TestCAS(int temp){
        this.temp=temp;
    }

    public int getTemp(){
        return this.temp;
    }

    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {
        TestCAS testCAS = new TestCAS(0);
        System.out.println("改变前的值：" + testCAS.getTemp());
        testCAS.compareAndSwapInt(0,1);
        System.out.println("改变后的值：" + testCAS.getTemp());
    }

    static {

        try {
            valueOffTemp = unsafe.objectFieldOffset(TestCAS.class.getDeclaredField("temp"));
            System.out.println("valueOffset:--->"+valueOffTemp);
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }

    public boolean compareAndSwapInt(int old,int target){
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffTemp, old, target);
    }
}

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总结