Java中Unsafe類的作用是什么

Java中Unsafe類的作用是什么？相信很多沒有經驗的人對此束手無策，為此本文總結了問題出現的原因和解決方法，通過這篇文章希望你能解決這個問題。

Unsafe類是啥？

Java最初被設計為一種安全的受控環境。盡管如此，Java HotSpot還是包含了一個“后門”，提供了一些可以直接操控內存和線程的低層次操作。這個后門類——sun.misc.Unsafe——被JDK廣泛用于自己的包中，

一、內存管理。包括分配內存、釋放內存等。

該部分包括了allocateMemory（分配內存）、reallocateMemory（重新分配內存）、copyMemory（拷貝內存）、freeMemory（釋放內存 ）、getAddress（獲取內存地址）、addressSize、pageSize、getInt（獲取內存地址指向的整數）、getIntVolatile（獲取內存地址指向的整數，并支持volatile語義）、putInt（將整數寫入指定內存地址）、putIntVolatile（將整數寫入指定內存地址，并支持volatile語義）、putOrderedInt（將整數寫入指定內存地址、有序或者有延遲的方法）等方法。getXXX和putXXX包含了各種基本類型的操作。

利用copyMemory方法，我們可以實現一個通用的對象拷貝方法，無需再對每一個對象都實現clone方法，當然這通用的方法只能做到對象淺拷貝。

二、非常規的對象實例化。

allocateInstance()方法提供了另一種創建實例的途徑。通常我們可以用new或者反射來實例化對象，使用allocateInstance()方法可以直接生成對象實例，且無需調用構造方法和其它初始化方法。

這在對象反序列化的時候會很有用，能夠重建和設置final字段，而不需要調用構造方法。

三、操作類、對象、變量。

這部分包括了staticFieldOffset（靜態域偏移）、defineClass（定義類）、defineAnonymousClass（定義匿名類）、ensureClassInitialized（確保類初始化）、objectFieldOffset（對象域偏移）等方法。

通過這些方法我們可以獲取對象的指針，通過對指針進行偏移，我們不僅可以直接修改指針指向的數據（即使它們是私有的），甚至可以找到JVM已經認定為垃圾、可以進行回收的對象。

四、數組操作。

這部分包括了arrayBaseOffset（獲取數組第一個元素的偏移地址）、arrayIndexScale（獲取數組中元素的增量地址）等方法。arrayBaseOffset與arrayIndexScale配合起來使用，就可以定位數組中每個元素在內存中的位置。

由于Java的數組最大值為Integer.MAX_VALUE，使用Unsafe類的內存分配方法可以實現超大數組。實際上這樣的數據就可以認為是C數組，因此需要注意在合適的時間釋放內存。

五、多線程同步。包括鎖機制、CAS操作等。

這部分包括了monitorEnter、tryMonitorEnter、monitorExit、compareAndSwapInt、compareAndSwap等方法。

其中monitorEnter、tryMonitorEnter、monitorExit已經被標記為deprecated，不建議使用。

Unsafe類的CAS操作可能是用的最多的，它為Java的鎖機制提供了一種新的解決辦法，比如AtomicInteger等類都是通過該方法來實現的。compareAndSwap方法是原子的，可以避免繁重的鎖機制，提高代碼效率。這是一種樂觀鎖，通常認為在大部分情況下不出現競態條件，如果操作失敗，會不斷重試直到成功。

六、掛起與恢復。

這部分包括了park、unpark等方法。

將一個線程進行掛起是通過park方法實現的，調用 park后，線程將一直阻塞直到超時或者中斷等條件出現。unpark可以終止一個掛起的線程，使其恢復正常。整個并發框架中對線程的掛起操作被封裝在 LockSupport類中，LockSupport類中有各種版本pack方法，但最終都調用了Unsafe.park()方法。

七、內存屏障。

這部分包括了loadFence、storeFence、fullFence等方法。這是在Java 8新引入的，用于定義內存屏障，避免代碼重排序。

loadFence() 表示該方法之前的所有load操作在內存屏障之前完成。同理storeFence()表示該方法之前的所有store操作在內存屏障之前完成。fullFence()表示該方法之前的所有load、store操作在內存屏障之前完成。

看完上述內容，你們掌握Java中Unsafe類的作用是什么的方法了嗎？如果還想學到更多技能或想了解更多相關內容，歡迎關注億速云行業資訊頻道，感謝各位的閱讀！