Java中unsafe操作的示例分析

这篇文章将为大家详细讲解有关Java中unsafe操作的示例分析，小编觉得挺实用的，因此分享给大家做个参考，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。

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Unsafe是Java无锁操作的基石，在无锁并发类中都少不了它们的身影，比如ConcurrentHashMap, ConcurrentLinkedQueue, 都是由Unsafe类来实现的。相对于与Java中的锁，它基本无开销，会原地等待。

1 compareAndSwap

/**
* 比较obj的offset处内存位置中的值和期望的值，如果相同则更新。此更新是不可中断的。
* 
* @param obj 需要更新的对象
* @param offset obj中整型field的偏移量
* @param expect 希望field中存在的值
* @param update 如果期望值expect与field的当前值相同，设置filed的值为这个新值
* @return 如果field的值被更改返回true
*/
public native boolean compareAndSwapInt(Object obj, long offset, int expect, int update);

这个就是著名的CAS操作了，分为三步来做

1. 获取obj对象中为offset的偏移值，这里假设为realVal

2. 比较realVal和expect

3. 如果相同，将该值更新为update，否则不更新

CAS家族还包括有，compareAndSwapObject(), compareAndSwapLong(), compareAndSwapInt()等等

用AtomicInteger中一个经典的例子来说明：

public final int getAndAdd(int delta) {  
  return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, delta);
}

//unsafe.getAndAddInt
public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
  int var5;
  do {
  /**获取原始值*/
    var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
  /**确认原始值没有被其它线程修改时，再执行更新var5+var4操作*/
  } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
  return var5;
}

2 putOrder

/***
  * Sets the value of the integer field at the specified offset in the
  * supplied object to the given value. This is an ordered or lazy
  * version of putIntVolatile(Object,long,int), which
  * doesn't guarantee the immediate visibility of the change to other
  * threads. It is only really useful where the integer field is
  * volatile, and is thus expected to change unexpectedly.
  *
  * @param obj the object containing the field to modify.
  * @param offset the offset of the integer field within obj.
  * @param value the new value of the field.
  * @see #putIntVolatile(Object,long,int)
  */
 public native void putOrderedInt(Object obj, long offset, int value);

将obj对象的偏移量为offset的位置修改为value，因为Java中没有内存操作，而Unsafe的这个操作正好补充了内存操作的不足。也可以用于数组操作，比如ConcurrentHashMap中就大量用到了该操作

 Segment s0 =
    new Segment(loadFactor, (int)(cap * loadFactor),
             (HashEntry[])new HashEntry[cap]);
  Segment[] ss = (Segment[])new Segment[ssize];
  // 往数组下标为0的位置，写入s0: ss[0]=s0
  UNSAFE.putOrderedObject(ss, SBASE, s0); // ordered write of segments[0]

需要注意的是obj需要设置为Volatile,否则对于其它线程会不可见

3 putXxxVolatile

/***
  * Sets the value of the integer field at the specified offset in the
  * supplied object to the given value, with volatile store semantics.
  *
  * @param obj the object containing the field to modify.
  * @param offset the offset of the integer field within obj.
  * @param value the new value of the field.
  */
 public native void putIntVolatile(Object obj, long offset, int value);

感觉和putOrderInt一样，因为必须设置为Volatile，否则有什么用呢？

关于“Java中unsafe操作的示例分析”这篇文章就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，使各位可以学到更多知识，如果觉得文章不错，请把它分享出去让更多的人看到。