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sun.misc.Unsafe至少在Java 1.4(2004)中就已经存在于Java中。 在Java 9中,不安全将与许多其他供内部使用的类一起隐藏。 以提高JVM的可维护性。 尽管仍不确定究竟将取代Unsafe到底是什么,但我怀疑将取代Unsafe不仅仅是一件事,但它提出了一个问题,为什么要使用它?

执行Java语言不允许的但仍然有用的操作。

Java不允许使用低级语言可用的许多技巧。 对于大多数开发人员而言,这是一件好事,不仅可以使您免于自己,而且还可以使您从同事中免除。 这也使导入开放源代码更加容易,因为您知道它们可以造成的损害是有限的。 或至少可以限制您意外执行的操作。 如果您尽力而为,仍然可能造成伤害。

但是您为什么还要尝试,您可能会感到奇怪? 在不安全的情况下构建库时,很多(但不是全部)方法很有用,并且在某些情况下,如果不使用JNI,则没有其他方法可以做同样的事情,这更加危险,并且您将失去“一次编译,在任何地方运行”的权限。 ”

对象反序列化

使用框架反序列化或构建对象时,您要假设要重新构成以前存在的对象。 您期望您将使用反射来调用类的setter,或者更可能直接设置内部字段,甚至最终字段。 问题是您想创建一个对象的实例,但是您实际上并不需要构造函数,因为这可能只会使事情变得更加困难并产生副作用。

public class A implements Serializable {
    private final int num;
    public A(int num) {
        System.out.println("Hello Mum");
        this.num = num;
    }

    public int getNum() {
        return num;
    }
}

在此类中,您应该能够重建和设置final字段,但是如果您必须调用构造函数,并且它可能完成与反序列化无关的事情。 由于这些原因,许多库使用Unsafe来创建实例而不调用构造函数。

Unsafe unsafe = getUnsafe();
Class aClass = A.class;
A a = (A) unsafe.allocateInstance(aClass);

不需要时,调用allocateInstance可以避免调用适当的构造函数。

线程安全访问直接内存

Unsafe的另一个用途是对堆外内存的线程安全访问。 ByteBuffer使您可以安全地访问堆外或直接内存,但是它没有任何线程安全操作。 如果要在进程之间共享数据,这特别有用。

import sun.misc.Unsafe;
import sun.nio.ch.DirectBuffer;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.lang.reflect.Field;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class PingPongMapMain {
    public static void main(String... args) throws IOException {
        boolean odd;
        switch (args.length < 1 ? "usage" : args[0].toLowerCase()) {
            case "odd":
                odd = true;
                break;
            case "even":
                odd = false;
                break;
            default:
                System.err.println("Usage: java PingPongMain [odd|even]");
                return;        }
        int runs = 10000000;
        long start = 0;
        System.out.println("Waiting for the other odd/even");
        File counters = new File(System.getProperty("java.io.tmpdir"), "counters.deleteme");        counters.deleteOnExit();

        try (FileChannel fc = new RandomAccessFile(counters, "rw").getChannel()) {
            MappedByteBuffer mbb = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, 1024);
            long address = ((DirectBuffer) mbb).address();
            for (int i = -1; i < runs; i++) {
                for (; ; ) {
                    long value = UNSAFE.getLongVolatile(null, address);
                    boolean isOdd = (value & 1) != 0;
                    if (isOdd != odd)
                        // wait for the other side.
                        continue;
                    // make the change atomic, just in case there is more than one odd/even process
                    if (UNSAFE.compareAndSwapLong(null, address, value, value + 1))
                        break;
                }
                if (i == 0) {
                    System.out.println("Started");
                    start = System.nanoTime();
                }
            }
        }
        System.out.printf("... Finished, average ping/pong took %,d ns%n",
                (System.nanoTime() - start) / runs);
    }

    static final Unsafe UNSAFE;

    static {
        try {
            Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
            theUnsafe.setAccessible(true);
            UNSAFE = (Unsafe) theUnsafe.get(null);
        } catch (Exception e) {
            throw new AssertionError(e);
        }
    }
}

奇数 ,另一个程序带有偶数

在每个程序中,它会将相同的磁盘高速缓存映射到进程中。 内存中实际上只有一个副本。 这意味着可以共享内存,前提是您使用线程安全操作,例如volatile和CAS操作。

i7-3970X的输出为

等待另一个奇/偶
已开始
…完成后,平均ping / pong花费了83 ns

这是两个进程之间的83 ns往返时间。 当您考虑使用System V IPC大约需要2500 ns,并且IPC易变而不是持续存在时,这很快。

使用不安全适合工作吗?

我不建议您直接使用不安全。 它比自然的Java开发需要更多的测试。 因此,我建议您使用已经过使用测试的库。 如果您想自己使用Unsafe,建议您在独立的库中测试它的用法。 这限制了在应用程序中使用“不安全”的方式,并为您提供了一个更安全,不安全的方式。

结论

有趣的是Java中存在Unsafe,您可能想在家中玩它。 它有一些工作应用程序,尤其是在编写低级库时,但是总的来说,最好使用经过测试的Unsafe库,而不是直接使用它。

翻译自: https://www.javacodegeeks.com/2014/12/how-and-why-is-unsafe-used-in-java.html