Java多線程進階（十二）—— J.U.C之atomic框架：Unsafe類

本文首發於一世流雲的專欄： https://segmentfault.com/blog...

1、Unsafe簡介

在正式的開講 juc-atomic框架系列以前，有必要先來了解下Java中的Unsafe類。

Unsafe類，來源於sun.misc包。該類封裝了許多相似指針操做，能夠直接進行內存管理、操縱對象、阻塞/喚醒線程等操做。Java自己不直接支持指針的操做，因此這也是該類命名爲Unsafe的緣由之一。

J.U.C中的許多CAS方法，內部其實都是Unsafe類在操做。
好比AtomicBoolean的compareAndSet方法：

unsafe.compareAndSwapInt方法是個native方法。（若是對象中的字段值與指望值相等，則將字段值修改成x，而後返回true；不然返回false)：

入參的含義以下：

參數名稱	含義
o	須要修改的對象
offset	須要修改的字段到對象頭的偏移量(經過偏移量，能夠快速定位修改的是哪一個字段)
expected	指望值
x	要設置的值

Unsafe類中CAS方法都是native方法，須要經過CAS原子指令完成。在講AQS時，裏面有許多涉及CLH隊列的操做，其實就是經過Unsafe類完成的指針操做。

2、Unsafe對象的建立

Unsafe是一個final類，不能被繼承，也沒有公共的構造器，只能經過工廠方法getUnsafe得到Unsafe的單例。

可是getUnsafe方法限制了調用該方法的類的類加載器必須爲Bootstrap ClassLoader。

Java中的類加載器能夠大體劃分爲如下三類：

類加載器名稱	做用
Bootstrap類加載器(Bootstrap ClassLoader)	主要加載的是JVM自身須要的類，這個類加載使用C++語言實現的，是JVM自身的一部分，它負責將 【JDK的安裝目錄】/lib路徑下的核心類庫，如rt.jar
擴展類加載器(Extension ClassLoader)	該加載器負責加載【JDK的安裝目錄】jrelibext目錄中的類庫，開發者能夠直接使用該加載器
系統類加載器(Application ClassLoader)	負責加載用戶類路徑（ClassPath）所指定的類，開發者能夠直接使用該類加載器，也是默認的類加載器

因此在用戶代碼中直接調用getUnsafe方法，會拋出異常。由於用戶自定義的類通常都是由系統類加載器加載的。

可是，是否就真的沒有辦法獲取到Unsafe實例了呢？固然不是，要獲取Unsafe對象的方法不少，這裏給出一種經過反射的方法：

Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
f.setAccessible(true);
Unsafe unsafe = (Unsafe) f.get(null);

可是，除非對Unsafe的實現很是清楚，不然應儘可能避免直接使用Unsafe來進行操做。