Java中的Unsafe工具类使用详解

 更新时间:2023年12月16日 09:30:31   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

在这里插入图片描述

结论:

  • Unsafe是饿汉式的单例模式
  • 只允许被引导类加载器(BootstrapClassLoader)加载的类使用,查看源码可以看到在获取unsafe对象时会判断调用类是否是系统类加载器加载的,所以我们无法在自己的类中直接通过Unsafe.getUnsafe()获取unsafe对象。所以只能通过反射直接new一个或者将其内部静态成员变量theUnsafe获取出来
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:

  • 第一个参数 var1为内存中要操作的对象
  • 第二个参数 var2为要操作的值的内存地址偏移量
  • 第三个参数 var4为预期值
  • 第四个参数 var5 为想要更新成的值

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!

相关文章

  • 使用jdk1.8实现将list根据指定的值去分组的操作

    使用jdk1.8实现将list根据指定的值去分组的操作

    这篇文章主要介绍了使用jdk1.8实现将list根据指定的值去分组的操作,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2020-10-10
  • Java异常处理操作 Throwable、Exception、Error

    Java异常处理操作 Throwable、Exception、Error

    这篇文章主要介绍了Java异常处理操作 Throwable、Exception、Error,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
    2021-06-06
  • 2022最新Java泛型详解(360度无死角介绍)

    2022最新Java泛型详解(360度无死角介绍)

    Java泛型(generics)是JDK5中引入的一个新特性,泛型提供了 编译时类型安全监测机制,该机制允许我们在编译时检测到非法的类型数据结构,这篇文章主要介绍了java泛型的基本概念及使用详解,感兴趣的朋友跟随小编一起看看吧
    2022-10-10
  • SpringMVC结合模板模式实现MyBatisPlus传递嵌套JSON数据

    SpringMVC结合模板模式实现MyBatisPlus传递嵌套JSON数据

    我们经常会遇到需要传递对象的场景,有时候,我们需要将一个对象的数据传递给另一个对象进行处理,但是又不希望直接暴露对象的内部结构和实现细节,所以本文给大家介绍了SpringMVC结合模板模式实现MyBatisPlus传递嵌套JSON数据,需要的朋友可以参考下
    2024-03-03
  • springboot之联表查询方式

    springboot之联表查询方式

    这篇文章主要介绍了springboot之联表查询方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
    2023-07-07
  • Spring Boot 中 MyBatis 与 Spring Data JPA 的优缺点对比

    Spring Boot 中 MyBatis 与 Spring 

    这篇文章主要介绍了Spring Boot 中 MyBatis 与 Spring Data JPA 的优缺点对比,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考下吧
    2025-05-05
  • SpringBoot实现联表查询的代码详解

    SpringBoot实现联表查询的代码详解

    这篇文章主要介绍了SpringBoot中如何实现联表查询,文中通过代码示例和图文结合的方式讲解的非常详细,对大家的学习或工作有一定的帮助,需要的朋友可以参考下
    2024-05-05
  • java转发和重定向的区别

    java转发和重定向的区别

    这篇文章主要介绍了java转发和重定向的区别,需要的朋友可以参考下
    2014-10-10
  • SpringBoot算法实现数据加密传输

    SpringBoot算法实现数据加密传输

    这篇文章主要为大家详细介绍了SpringBoot算法实现数据加密传输的相关知识,本文主要是混合加密,前端 SM2 + SM4,后端 Spring Boot + Hutool 解密,希望对大家有所帮助
    2026-03-03
  • Java继承构造器使用过程解析

    Java继承构造器使用过程解析

    这篇文章主要介绍了Java继承构造器使用过程解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2019-12-12

最新评论