在openjdk8下看Unsafe源碼

儘管有傳言JAVA9可能會移除Unsafe類，但不妨礙咱們理解它的原理。由於類不在了，native方法還在那裏。就像菜換樣了，食材就那些沒變。一個好廚師不單單須要會作菜，還須要能識別食材特性...來吧，直接上乾貨。

注：強烈不建議程序中本身調用Unsafe類方法，這一點沒有質疑。

目錄

1.前言

2.Unsafe中的native方法

3.Unsafe中的上層方法

=======正文分割線======

1、前言

在JDK8中追蹤可見sun.misc.Unsafe這個類是沒法看見源碼的，打開openjdk8源碼看

目錄：openjdk-8-src-b132-03_mar_2014\openjdk\jdk\src\share\classes\sun\misc

此類包含了低級（native硬件級別的原子操做）、不安全的操做集合。

獲取Unsafe實例靜態方法：

 1 private Unsafe() {}
 2 
 3 private static final Unsafe theUnsafe = new Unsafe();
 4 
 5 @CallerSensitive
 6 public static Unsafe getUnsafe() {
 7     Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
 8     if (!VM.isSystemDomainLoader(caller.getClassLoader()))
 9         throw new SecurityException("Unsafe");
10     return theUnsafe;
11 }

 

2、底層native方法（底層C++不拓展了）

共計82個public native,下面列出了核心方法：

 1     //擴充內存  
 2     public native long reallocateMemory(long address, long bytes);  
 3       
 4     //分配內存  
 5     public native long allocateMemory(long bytes);  
 6       
 7     //釋放內存  
 8     public native void freeMemory(long address);  
 9       
10     //在給定的內存塊中設置值  
11     public native void setMemory(Object o, long offset, long bytes, byte value);  
12       
13     //從一個內存塊拷貝到另外一個內存塊  
14     public native void copyMemory(Object srcBase, long srcOffset, Object destBase, long destOffset, long bytes);  
15       
16     //獲取值，無論java的訪問限制，其餘有相似的getInt，getDouble，getLong，getChar等等  
17     public native Object getObject(Object o, long offset);  
18       
19     //設置值，無論java的訪問限制，其餘有相似的putInt,putDouble，putLong，putChar等等  
20     public native void putObject(Object o, long offset);  
21       
22     //從一個給定的內存地址獲取本地指針，若是不是allocateMemory方法的，結果將不肯定  
23     public native long getAddress(long address);  
24       
25     //存儲一個本地指針到一個給定的內存地址,若是地址不是allocateMemory方法的，結果將不肯定  
26     public native void putAddress(long address, long x);  
27       
28     //該方法返回給定field的內存地址偏移量，這個值對於給定的filed是惟一的且是固定不變的  
29     public native long staticFieldOffset(Field f);  
30       
31     //報告一個給定的字段的位置，無論這個字段是private，public仍是保護類型，和staticFieldBase結合使用  
32     public native long objectFieldOffset(Field f);  
33       
34     //獲取一個給定字段的位置  
35     public native Object staticFieldBase(Field f);  
36       
37     //確保給定class被初始化，這每每須要結合基類的靜態域（field）  
38     public native void ensureClassInitialized(Class c);  
39       
40     //能夠獲取數組第一個元素的偏移地址  
41     public native int arrayBaseOffset(Class arrayClass);  
42       
43     //能夠獲取數組的轉換因子，也就是數組中元素的增量地址。將arrayBaseOffset與arrayIndexScale配合使用， 能夠定位數組中每一個元素在內存中的位置  
44     public native int arrayIndexScale(Class arrayClass);  
45       
46     //獲取本機內存的頁數，這個值永遠都是2的冪次方  
47     public native int pageSize();  
48       
49     //告訴虛擬機定義了一個沒有安全檢查的類，默認狀況下這個類加載器和保護域來着調用者類  
50     public native Class defineClass(String name, byte[] b, int off, int len, ClassLoader loader, ProtectionDomain protectionDomain);  
51       
52     //定義一個類，可是不讓它知道類加載器和系統字典  
53     public native Class defineAnonymousClass(Class hostClass, byte[] data, Object[] cpPatches);  
54       
55     //鎖定對象，必須是沒有被鎖的
56     public native void monitorEnter(Object o);  
57       
58     //解鎖對象  
59     public native void monitorExit(Object o);  
60       
61     //試圖鎖定對象，返回true或false是否鎖定成功，若是鎖定，必須用monitorExit解鎖  
62     public native boolean tryMonitorEnter(Object o);  
63       
64     //引起異常，沒有通知  
65     public native void throwException(Throwable ee);  
66       
67     //CAS，若是對象偏移量上的值=期待值，更新爲x,返回true.不然false.相似的有compareAndSwapInt,compareAndSwapLong,compareAndSwapBoolean,compareAndSwapChar等等。  
68     public final native boolean compareAndSwapObject(Object o, long offset,  Object expected, Object x);  
69       
70     // 該方法獲取對象中offset偏移地址對應的整型field的值,支持volatile load語義。相似的方法有getIntVolatile，getBooleanVolatile等等  
71     public native Object getObjectVolatile(Object o, long offset);   
72       
73     //線程調用該方法，線程將一直阻塞直到超時，或者是中斷條件出現。  
74     public native void park(boolean isAbsolute, long time);  
75       
76     //終止掛起的線程，恢復正常.java.util.concurrent包中掛起操做都是在LockSupport類實現的，也正是使用這兩個方法
77     public native void unpark(Object thread);  
78       
79     //獲取系統在不一樣時間系統的負載狀況  
80     public native int getLoadAverage(double[] loadavg, int nelems);  
81       
82     //建立一個類的實例，不須要調用它的構造函數、初使化代碼、各類JVM安全檢查以及其它的一些底層的東西。即便構造函數是私有，咱們也能夠經過這個方法建立它的實例,對於單例模式，簡直是噩夢，哈哈  
83     public native Object allocateInstance(Class cls) throws InstantiationException;  

3、上層應用方法（調用了native方法實現）

3.1 原子CAS操做

若是對象內存地址偏移量上的數值不變，更改成新值

 1     /**
 2      * Atomically exchanges the given reference value with the current
 3      * reference value of a field or array element within the given
 4      * object <code>o</code> at the given <code>offset</code>.
 5      *
 6      * @param o object/array to update the field/element in
 7      * @param offset field/element offset
 8      * @param newValue new value
 9      * @return the previous value
10      * @since 1.8
11      */
12     public final Object getAndSetObject(Object o, long offset, Object newValue) {
13         Object v;
14         do {
15             v = getObjectVolatile(o, offset);//獲取對象內存地址偏移量上的數值v
16         } while (!compareAndSwapObject(o, offset, v, newValue));//若是如今仍是v,設置爲newValue,不然返回false,！false=true，一直循環直到等於v退出循環返回v.
17         return v;
18     }

 C++代碼CAS：

1 static inline bool
2 compareAndSwap (volatile jint *addr, jint old, jint new_val)
3 {
4   jboolean result = false;
5   spinlock lock;
6   if ((result = (*addr == old)))
7     *addr = new_val;
8   return result;
9 }

 

 

====參考========

1.openjdk8源碼

2.Java中Unsafe類詳解

3.並行編程(1) - sum.msic.Unsafe 一