Unsafe
java高并发中主要涉及到类位于java.util.concurrent包中，简称juc，juc中大部分类都是依赖于Unsafe来实现的，主要用到了Unsafe中的CAS、线程挂起、线程恢复等相关功能
Unsafe是位于sun.misc包下的一个类，主要提供一些用于执行低级别、不安全操作的方法，如直接访问系统内存资源、自主管理内存资源等，这些方法在提升Java运行效率、增强Java语言底层资源操作能力方面起到了很大的作用
从Unsafe功能图上看出，Unsafe提供的API大致可分为内存操作、CAS、Class相关、对象操作、线程调度、系统信息获取、内存屏障、数组操作等几类，本文主要介绍3个常用的操作：CAS、线程调度、对象操作。
Unsafe中的CAS操作
/**
* CAS 操作
*
* @param o 包含要修改field的对象
* @param offset 对象中某field的偏移量
* @param expected 期望值
* @param update 更新值
* @return true | false
*/
public final native boolean compareAndSwapObject(Object o, long offset, Object expected, Object update);
public final native boolean compareAndSwapInt(Object o, long offset, int expected,int update);
public final native boolean compareAndSwapLong(Object o, long offset, long expected, long update);什么是CAS? 即比较并替换，实现并发算法时常用到的一种技术。CAS操作包含三个操作数——内存位置、预期原值及新值。执行CAS操作的时候，将内存位置的值与预期原值比较，如果相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值，否则，处理器不做任何操作，多个线程同时执行cas操作，只有一个会成功。我们都知道，CAS是一条CPU的原子指令（cmpxchg指令），不会造成所谓的数据不一致问题，Unsafe提供的CAS方法（如compareAndSwapXXX）底层实现即为CPU指令cmpxchg。执行cmpxchg指令的时候，会判断当前系统是否为多核系统，如果是就给总线加锁，只有一个线程会对总线加锁成功，加锁成功之后会执行cas操作，也就是说CAS的原子性实际上是CPU实现的， 其实在这一点上还是有排他锁的，只是比起用synchronized， 这里的排他时间要短的多， 所以在多线程情况下性能会比较好。
说一下offset，offeset为字段的偏移量，每个对象有个地址，offset是字段相对于对象地址的偏移量，对象地址记为baseAddress，字段偏移量记为offeset，那么字段对应的实际地址就是baseAddress+offeset，所以cas通过对象、偏移量就可以去操作字段对应的值了。
CAS在java.util.concurrent.atomic相关类、Java AQS、JUC中并发集合等实现上有非常广泛的应用，我们看一下java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger类. 这个类可以在多线程环境中对int类型的数据执行高效的原子修改操作，并保证数据的正确性
Unsafe中原子操作相关方法介绍
/**
* int类型值原子操作，对var2地址对应的值做原子增加操作(增加var4)
*
* @param var1 操作的对象
* @param var2 var2字段内存地址偏移量
* @param var4 需要加的值
* @return
*/
public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
int var5;
do {
var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
} while (!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
return var5;
}
/**
* long类型值原子操作，对var2地址对应的值做原子增加操作(增加var4)
*
* @param var1 操作的对象
* @param var2 var2字段内存地址偏移量
* @param var4 需要加的值
* @return 返回旧值
*/
public final long getAndAddLong(Object var1, long var2, long var4) {
long var6;
do {
var6 = this.getLongVolatile(var1, var2);
} while (!this.compareAndSwapLong(var1, var2, var6, var6 + var4));
return var6;
}
/**
* int类型值原子操作方法，将var2地址对应的值置为var4
*
* @param var1 操作的对象
* @param var2 var2字段内存地址偏移量
* @param var4 新值
* @return 返回旧值
*/
public final int getAndSetInt(Object var1, long var2, int var4) {
int var5;
do {
var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
} while (!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var4));
return var5;
}
/**
* long类型值原子操作方法，将var2地址对应的值置为var4
*
* @param var1 操作的对象
* @param var2 var2字段内存地址偏移量
* @param var4 新值
* @return 返回旧值
*/
public final long getAndSetLong(Object var1, long var2, long var4) {
long var6;
do {
var6 = this.getLongVolatile(var1, var2);
} while (!this.compareAndSwapLong(var1, var2, var6, var4));
return var6;
}
/**
* Object类型值原子操作方法，将var2地址对应的值置为var4
*
* @param var1 操作的对象
* @param var2 var2字段内存地址偏移量
* @param var4 新值
* @return 返回旧值
*/
public final Object getAndSetObject(Object var1, long var2, Object var4) {
Object var5;
do {
var5 = this.getObjectVolatile(var1, var2);
} while (!this.compareAndSwapObject(var1, var2, var5, var4));
return var5;
}
内部通过自旋的CAS操作实现的，这些方法都可以保证操作的数据在多线程环境中的原子性，正确性
Unsafe中线程调度相关方法
//取消阻塞线程
public native void unpark(Object thread);
//阻塞线程,isAbsolute：是否是绝对时间，如果为true，time是一个绝对时间，如果为false，time是一个相对时间，time表示纳秒
public native void park(boolean isAbsolute, long time);
//获得对象锁（可重入锁）
@Deprecated
public native void monitorEnter(Object o);
//释放对象锁
@Deprecated
public native void monitorExit(Object o);
//尝试获取对象锁
@Deprecated
public native boolean tryMonitorEnter(Object o);调用park后，线程将被阻塞，直到unpark调用或者超时，如果之前调用过unpark,不会进行阻塞，即park和unpark不区分先后顺序。monitorEnter、monitorExit、tryMonitorEnter 3个方法已过期，不建议使用了。
Unsafe中保证变量的可见性
java中操作内存分为主内存和工作内存，共享数据在主内存中，线程如果需要操作主内存的数据，需要先将主内存的数据复制到线程独有的工作内存中，操作完成之后再将其刷新到主内存中。如线程A要想看到线程B修改后的数据，需要满足：线程B修改数据之后，需要将数据从自己的工作内存中刷新到主内存中，并且A需要去主内存中读取数据。
被关键字volatile修饰的数据，有2点语义：
- 如果一个变量被volatile修饰，读取这个变量时候，会强制从主内存中读取，然后将其复制到当前线程的工作内存中使用
- 给volatile修饰的变量赋值的时候，会强制将赋值的结果从工作内存刷新到主内存
上面2点语义保证了被volatile修饰的数据在多线程中的可见性
Unsafe中提供了和volatile语义一样的功能的方法
//设置给定对象的int值，使用volatile语义，即设置后立马更新到内存对其他线程可见
public native void putIntVolatile(Object o, long offset, int x);
//获得给定对象的指定偏移量offset的int值，使用volatile语义，总能获取到最新的int值。
public native int getIntVolatile(Object o, long offset);putIntVolatile方法，参数：
- o：表示需要操作的对象
- offset：表示操作对象中的某个字段地址偏移量
- x：将offset对应的字段的值修改为x，并且立即刷新到主存中
调用这个方法，会强制将工作内存中修改的数据刷新到主内存中。
getIntVolatile方法，参数
- o：表示需要操作的对象
- offset：表示操作对象中的某个字段地址偏移量
每次调用这个方法都会强制从主内存读取值，将其复制到工作内存中使用。
