本节对 Unsafe 类的使用进行讲解,上一小节内容已经对 Unsafe 类的常用方法有了大体的概括,本节主要内容点如下:
Unsafe 类的简介,对 UnSafe 类有一个整体的认识;
Unsafe 类的创建以及创建过程中避免的异常机制,这是开始使用 UnSafe 类的前提;
了解 Unsafe 类操作对象属性方法的使用,这是本节内容的重点之一;
了解 Unsafe 操作数组元素方法的使用,也是本节内容的重点之一。
本节内容意在了解并掌握 Unsafe 类的常用方法的使用。
Unsafe 类是 Java 整个并发包底层实现的核心,它具有像 C++ 的指针一样直接操作内存的能力,而这也就意味着其越过了 JVM 的限制。
Unsafe 类有如下的特点:
Unsafe 类是不可以通过 new 关键字直接创建的。Unsafe 类的构造函数是私有的,而对外提供的静态方法 Unsafe.getUnsafe () 又对调用者的 ClassLoader 有限制 ,如果这个方法的调用者不是由 Boot ClassLoader 加载的,则会报错。
实例:通过 main 方法进行调用,报错。
import sun.misc.Unsafe;
import sun.misc.VM;
import sun.reflect.Reflection;
public class DemoTest {
public static void main(String[] args) {
getUnsafe();
}
public static Unsafe getUnsafe() {
Class unsafeClass = Reflection.getCallerClass();
if (!VM.isSystemDomainLoader(unsafeClass.getClassLoader())) {
throw new SecurityException("Unsafe");
} else {
return null;
}
}
}
运行结果:
Exception in thread "main" java.lang.InternalError: CallerSensitive annotation expected at frame 1
at sun.reflect.Reflection.getCallerClass(Native Method)
at leeCode.DemoTest.getUnsafe(DemoTest.java:12)
at leeCode.DemoTest.main(DemoTest.java:9)
报错原因: Java 源码中由开发者自定义的类都是由 Appliaction ClassLoader 加载的,也就是说 main 函数所依赖的 jar 包都是 ClassLoader 加载的,所以会报错。
所以正常情况下我们无法直接使用 Unsafe ,如果需要使用它,则需要利用反射
实例:通过反射,成功加载 Unsafe 类。
import sun.misc.Unsafe;
import java.lang.reflect.Field;
public class DemoTest {
public static void main(String[] args) {
Unsafe unsafe = getUnsafe();
System.out.println("Unsafe 加载成功:"+unsafe);
}
public static Unsafe getUnsafe() {
Unsafe unsafe = null;
try {
Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
field.setAccessible(true);
unsafe = (Unsafe) field.get(null);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return unsafe;
}
}
结果验证:
Unsafe 加载成功:sun.misc.Unsafe@677327b6
总结:Unsafe 类的加载必须使用反射进行,否则会报错。
操作对象属性的常用方法有:
实例:
import sun.misc.Unsafe;
import java.lang.reflect.Field;
public class DemoTest {
private String name;
public static void main(String[] args) {
Unsafe unsafe = getUnsafe();
try {
DemoTest directMemory = (DemoTest) unsafe.allocateInstance(DemoTest.class);
//获取name属性
long nameOffset = unsafe.objectFieldOffset(DemoTest.class.getDeclaredField("name"));
//设置name属性
unsafe.putObject(directMemory, nameOffset, "并发编程");
System.out.println("属性设置成功:"+ directMemory.getName());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static Unsafe getUnsafe() {
Unsafe unsafe = null;
try {
Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
field.setAccessible(true);
unsafe = (Unsafe) field.get(null);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return unsafe;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
}
结果验证:
属性设置成功:并发编程
Unsafe 操作数组元素主要有如下两个方法:
实例:
import sun.misc.Unsafe;
import java.lang.reflect.Field;
public class DemoTest {
private static String[] names = {"多线程", "Java", "并发编程"};
public static void main(String[] args) {
Unsafe unsafe = getUnsafe();
try {
Class a = String[].class;
int base = unsafe.arrayBaseOffset(a);
int scale = unsafe.arrayIndexScale(a);
// base + i * scale 即为字符串数组下标 i 在对象的内存中的偏移地址
System.out.println(unsafe.getObject(names, (long) base + 2 * scale));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static Unsafe getUnsafe() {
Unsafe unsafe = null;
try {
Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
field.setAccessible(true);
unsafe = (Unsafe) field.get(null);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return unsafe;
}
}
结果验证:
并发编程
通过对数组的元素的地址进行内存偏移,最后得到的结果为最后一个元素,并发编程。base + 2 * scale 表示字符串数组下标 i 在对象的内存中的偏移地址,偏移两个元素,得到最后一个元素。
本节内容主要对 Unsafe 类的常用方法的使用进行介绍,使学习者能够在使用 Unsafe 类操作对象和数组时,能够快速的使用课程中提供的实例思路。其实 Unsafe 类还可以操作内存地址,操作 CAS,对于初学者来说就比较晦涩了。
此处对操作对象和操作数组常用的方法的讲解,是本节的核心知识,掌握 Unsafe 类的常用方法的使用,非常重要。