前言

Unsafe 類一直是個(gè)很神秘的角色，我們普通開發(fā)者幾乎不會(huì)碰到，頂多也是使用了并發(fā)包之類的系統(tǒng)類庫(kù)，間接使用到了而已。那它到底是用來(lái)做什么的呢？它提供了我們直接操作內(nèi)存的接口。Java 本身作為一個(gè)內(nèi)存自動(dòng)管理的工具，內(nèi)存的開辟釋放由虛擬機(jī)代為管理，然而，HotSpot 的設(shè)計(jì)者留下了 Unsafe 的類，用于擴(kuò)展，它可以直接開辟內(nèi)存，釋放內(nèi)存，讀取任意地址的內(nèi)存，而不受 Java 堆內(nèi)存的限制。盡管如此，它并不能為我們所用，加載這個(gè)類只能由系統(tǒng)的類加載器執(zhí)行，但我們可以通過反射獲取到它的實(shí)例對(duì)象，Java 反射的確很牛啊。

如何獲取實(shí)例對(duì)象

第一個(gè)問題：為什么我們需要通過 Field 獲取，不能使用 newInstance 獲取呢？
通過 newInstance 的方法獲取實(shí)力需要構(gòu)造函數(shù)是 public 的，否則會(huì)拋異常，及時(shí) getUnsafe 是靜態(tài)函數(shù)，我們也不能通過這個(gè)去獲取，因?yàn)檫@時(shí)候類加載不是系統(tǒng)的，會(huì)拋異常

    private Unsafe() {
    }

    @CallerSensitive
    public static Unsafe getUnsafe() {
        Class var0 = Reflection.getCallerClass();
        if (!VM.isSystemDomainLoader(var0.getClassLoader())) {
            throw new SecurityException("Unsafe");
        } else {
            return theUnsafe;
        }
    }

        Unsafe unsafe = Unsafe.class.newInstance();

由于 Unsafe 是單例，當(dāng)類加載時(shí)，theUnsafe 實(shí)例會(huì)被加載，這樣我們就可以通過反射獲取這個(gè)實(shí)例

    static {
        registerNatives();
        Reflection.registerMethodsToFilter(Unsafe.class, new String[]{"getUnsafe"});
        // 重點(diǎn)
        theUnsafe = new Unsafe();
    }

通過 Field 獲取

    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
        theUnsafe.setAccessible(true);
        Unsafe unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null);
    }

獲取到這實(shí)例，就可以干很多事情了.....
先來(lái)看看 API 圖

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Screen Shot 2018-09-16 at 11.21.15 PM.png

太多了，眼睛都看瞎了
歸個(gè)類吧

• 直接操作內(nèi)存，將某個(gè)對(duì)象的值更改，讀取，比如將 String 的 value 更改，是不是很神奇，這個(gè)是用反射也可以更改哦！下次面試的時(shí)候可以考考別人 String 的 value 怎么才能改的掉，看他會(huì)幾種。

        String str = "Hello Unsafe";
        Field value = str.getClass().getDeclaredField("value");
        unsafe.putObject(str, unsafe.objectFieldOffset(value), new char[]{'M', 'a', 'j', 'i', 'c'});]
        System.out.println(str);
        // output: Majic

        // throw exception
        String str = "Hello Unsafe";
        Field value = str.getClass().getDeclaredField("value");

        value.setAccessible(true);
        value.set(str, new char[] {'f', 'i', 'n', 'a', 'l'});

• CompareAndSwap 著名的 CAS
  為了保證并發(fā)安全， CAS 涉及到的變量應(yīng)該使用 volatile 修飾，保證讀到的值最新
  allocateInstance 新建一個(gè)沒有初始化的實(shí)例，各個(gè)值都是默認(rèn)值
  compareAndSwapLong 第一個(gè)參數(shù)是 object，第二個(gè)參數(shù)是變量?jī)?nèi)存偏移值，可以用 unsafe 類獲取實(shí)際偏移值，第三個(gè)參數(shù)是 期望值，第四個(gè)三叔目標(biāo)值，大致的語(yǔ)義就是：如果內(nèi)存中是期望值，我就更新為目標(biāo)值，否則不更新

    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
        theUnsafe.setAccessible(true);
        Unsafe unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null);
        InnerClass o = (InnerClass)unsafe.allocateInstance(InnerClass.class);
        o.print(); // print 100
        Field a = o.getClass().getDeclaredField("value");
        unsafe.putLong(o, unsafe.objectFieldOffset(a), 10000);
        o.print(); // print 10000
        unsafe.compareAndSwapLong(o, unsafe.objectFieldOffset(a), 10000, 1111);
        o.print(); // print 1111
        unsafe.compareAndSwapLong(o, unsafe.objectFieldOffset(a), 1000, 10000);
        o.print(); // print 1111
    }
     
    static class InnerClass {
        // 保證內(nèi)存可見性
        private volatile long value;
        InnerClass() {
            value = 100L;
        }
        void print() {
            System.err.println("value==>" + value);
        }
    }

• 線程掛起，取消
  使用 unsafe.unpark 可以取消 Thread.sleep() 后者 park 的線程
  使用 unsafe.park(false, 1000000000) 可以掛起當(dāng)前線程，第一個(gè)參數(shù)表示是isAbsolute，是否是絕對(duì)時(shí)間，后一個(gè)參數(shù)為時(shí)間，flase 表示相對(duì)時(shí)間，0表示一直掛起，單位為納秒；true 表示絕對(duì)時(shí)間，單位為毫秒，System.currentThreadMillis 搭配使用

    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, InstantiationException, InterruptedException {
        Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
        theUnsafe.setAccessible(true);
        Unsafe unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null);

        InnerThread innerThread = new InnerThread(unsafe);
        innerThread.run();

        Thread.sleep(20);
        // 取消掛起
        unsafe.unpark(innerThread);
    }

    static class InnerThread extends Thread {
        Unsafe unsafe;

        InnerThread(Unsafe unsafe) {
            this.unsafe = unsafe;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("start");
            try {
                Thread.sleep(1000L);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //unsafe.park(false, 1000000000L);
            System.out.println("end");
        }
    }

小結(jié)

以后又可以吹一波了，一箭雙雕，反射，Unsafe