Java的Unsafe类是一个非常特殊的类,它提供了一组原始、底层的操作,可以跳过Java的限制,直接操作内存和对象。这些操作可能会破坏Java的安全机制,所以Unsafe类被标记为不安全的。
Unsafe类提供了下列方法:
-
allocateInstance(Class<T>): 通过反射创建一个实例,不需要调用构造函数。
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arrayBaseOffset(Class<T>): 获取数组第一个元素的偏移地址。
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arrayIndexScale(Class<T>): 获取数组元素的增量地址。
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objectFieldOffset(Field): 获取对象实例字段的偏移地址。
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getInt(Object, long): 读取指定内存地址的int值。
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putInt(Object, long, int): 设置指定内存地址的int值。
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getLong(Object, long): 读取指定内存地址的long值。
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putLong(Object, long, long): 设置指定内存地址的long值。
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getObject(Object, long): 读取指定内存地址的对象引用。
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putObject(Object, long, Object): 设置指定内存地址的对象引用。
这些方法可以用于实现JVM底层的操作,比如手动管理内存、对象序列化、实现基于CAS的并发控制等。但Unsafe类也会带来非常大的安全风险,所以在使用时必须要非常谨慎。
package memory.unsafeTest;
import sun.misc.Unsafe;
import java.lang.reflect.Field;
public class UnsafeTest {
public static void main(String[] args) throws InstantiationException {
Unsafe unsafe = reflectGetUnsafe();
Message message=new Message(1,"你好");
int anInt = unsafe.getInt(message, 0);
System.out.println(anInt);
long address = unsafe.allocateMemory(4); // 分配4个字节的内存空间
unsafe.putInt(address, 21); // 将值存储到该地址上
System.out.println(unsafe.getInt(address)); // 输出:21
Message demo = (Message) unsafe.allocateInstance(Message.class);
System.out.println(demo.id); // 输出:0
unsafe.freeMemory(address); // 释放内存空间
}
public static Unsafe reflectGetUnsafe(){
try {
Field unsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
unsafe.setAccessible(true);
return (Unsafe) unsafe.get(null);
} catch (NoSuchFieldException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (IllegalAccessException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
message类:
package memory.unsafeTest;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
import lombok.ToString;
@Data
@ToString
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Message {
public int id;
public String name;
}
pom依赖:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>org.example</groupId>
<artifactId>jdk21Test001</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<properties>
<maven.compiler.source>21</maven.compiler.source>
<maven.compiler.target>21</maven.compiler.target>
<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>io.netty</groupId>
<artifactId>netty-all</artifactId>
<version>4.1.86.Final</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.google.protobuf</groupId>
<artifactId>protobuf-java</artifactId>
<version>3.21.9</version>
</dependency>
<!-- proto 与 Json 互转会用到-->
<dependency>
<groupId>com.google.protobuf</groupId>
<artifactId>protobuf-java-util</artifactId>
<version>3.21.9</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<version>1.18.30</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>junit</groupId>
<artifactId>junit</artifactId>
<version>4.13.2</version>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.xolstice.maven.plugins</groupId>
<artifactId>protobuf-maven-plugin</artifactId>
<version>0.5.0</version>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
结果:
VarHandle类是Java 9中引入的一种新的方式,用于在Java中进行原子性和可变性访问。它提供了一种机制,可以在不使用锁的情况下对共享数据进行原子性访问。VarHandle类可以用于访问对象字段,数组元素和静态字段。它提供了一组方法,可以执行原子性读取,写入和更新操作。VarHandle类还提供了一些方法,可以执行非原子性的访问,例如读取和写入操作,这些操作不需要保证线程安全性
package memory.varhandleTest;
import memory.unsafeTest.Message;
import java.lang.invoke.MethodHandles;
import java.lang.invoke.VarHandle;
public class VarHandleTest {
public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
VarHandle xHandle = MethodHandles.lookup().in(Message.class).findVarHandle(Message.class, "id", int.class);
System.out.println(xHandle);
int o = (int)xHandle.get(new Message());
System.out.println(o);
}
}
message类:
package memory.unsafeTest;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
import lombok.ToString;
@Data
@ToString
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Message {
public int id=9;
public String name;
}
输出结果: