【實戰Java高併發程序設計 1】Java中的指針：Unsafe類

是《實戰Java高併發程序設計》第4章的幾點。

若是你對技術有着不折不撓的追求，應該還會特別在乎incrementAndGet() 方法中compareAndSet()的實現。如今，就讓咱們更進一步看一下它把！

public final boolean compareAndSet(int expect, int update){
    returnunsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}

在這裏，咱們看到一個特殊的變量unsafe。它是sun.misc.Unsafe類型。從名字看，這個類應該是封裝了一些不安全的操做。那什麼操做是不安全的呢？學習過C或者C++的話，你們應該知道，指針是不安全的。這也是在Java中把指針去除的重要緣由。若是指針指錯了位置，或者計算指針偏移量時出錯，結果多是災難性的，你頗有可能會覆蓋別人的內存，致使系統奔潰。

而這裏的Unsafe就是封裝了一些相似指針的操做。compareAndSwapInt()方法是一個navtive方法。它的幾個參數含義以下：

public final native boolean compareAndSwapInt(Object o,long offset,int expected,int x);

第一個參數o爲給定的對象，offset爲對象內的偏移量（其實就是一個字段到對象頭部的偏移量，經過這個偏移量能夠快速定位字段），expected表示指望值，x表示要設置的值。若是指定的字段的值等於expected，那麼就會把它設置爲x。

不難看出，compareAndSwapInt()方法的內部，必然是使用CAS原子指令來完成的。此外，Unsafe類還提供了一些方法，主要有如下幾個（以Int操做爲例，其餘數據類型是相似的）：

//得到給定對象偏移量上的int值
public native int getInt(Object o, long offset);
//設置給定對象偏移量上的int值
public native void putInt(Object o, long offset, int x);
//得到字段在對象中的偏移量
public native long objectFieldOffset(Field f);
//設置給定對象的int值，使用volatile語義
public native void putIntVolatile(Object o, long offset,int x);
//得到給定對象對象的int值，使用volatile語義
public native int    getIntVolatile(Object o, long offset);
//和putIntVolatile()同樣，可是它要求被操做字段就是volatile類型的
public native void putOrderedInt(Object o, long offset, intx);

若是你們還記得「3.3.4 深度剖析ConcurrentLinkedQueue」一節中的描述的ConcurrentLinkedQueue實現，應該對ConcurrentLinkedQueue中的Node還有些印象。Node一些CAS操做也都是使用Unsafe類來實現的。你們能夠回顧一下，以加深對Unsafe類的印象。

這裏就能夠看到，雖然Java拋棄了指針。可是在關鍵時刻，相似指針的技術仍是必不可少的。這裏底層的Unsafe實現就是最好的例子。可是很不幸，JDK的開發人員並不但願你們使用這個類。得到Unsafe實例的方法是調動其工廠方法getUnsafe()。可是，它的實現倒是這樣：

public static Unsafe getUnsafe() {
    Class cc =Reflection.getCallerClass();
    if(cc.getClassLoader() != null)
        throw newSecurityException("Unsafe");
    return theUnsafe;
}

注意加粗部分的代碼，它會檢查調用getUnsafe()函數的類，若是這個類的ClassLoader不爲null，就直接拋出異常，拒絕工做。所以，這也使得咱們本身的應用程序沒法直接使用Unsafe類。它是一個JDK內部使用的專屬類。

注意：根據Java 類加載器的工做原理，應用程序的類由AppLoader加載。而系統核心類，如rt.jar中的類由Bootstrap類加載器加載。Bootstrap加載器沒有Java對象的對象，所以試圖得到這個類加載器會返回null。因此，當一個類的類加載器爲null時，說明它是由Bootstrap加載的，而這個類也極有多是rt.jar中的類。

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