【实战Java高并发程序设计 1】Java中的指针：Unsafe类

是《实战Java高并发程序设计》第4章的几点。

若是你对技术有着不折不挠的追求，应该还会特别在乎incrementAndGet() 方法中compareAndSet()的实现。如今，就让咱们更进一步看一下它把！

public final boolean compareAndSet(int expect, int update){
    returnunsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}

在这里，咱们看到一个特殊的变量unsafe。它是sun.misc.Unsafe类型。从名字看，这个类应该是封装了一些不安全的操做。那什么操做是不安全的呢？学习过C或者C++的话，你们应该知道，指针是不安全的。这也是在Java中把指针去除的重要缘由。若是指针指错了位置，或者计算指针偏移量时出错，结果多是灾难性的，你颇有可能会覆盖别人的内存，致使系统奔溃。

而这里的Unsafe就是封装了一些相似指针的操做。compareAndSwapInt()方法是一个navtive方法。它的几个参数含义以下：

public final native boolean compareAndSwapInt(Object o,long offset,int expected,int x);

第一个参数o为给定的对象，offset为对象内的偏移量（其实就是一个字段到对象头部的偏移量，经过这个偏移量能够快速定位字段），expected表示指望值，x表示要设置的值。若是指定的字段的值等于expected，那么就会把它设置为x。

不难看出，compareAndSwapInt()方法的内部，必然是使用CAS原子指令来完成的。此外，Unsafe类还提供了一些方法，主要有如下几个（以Int操做为例，其余数据类型是相似的）：

//得到给定对象偏移量上的int值
public native int getInt(Object o, long offset);
//设置给定对象偏移量上的int值
public native void putInt(Object o, long offset, int x);
//得到字段在对象中的偏移量
public native long objectFieldOffset(Field f);
//设置给定对象的int值，使用volatile语义
public native void putIntVolatile(Object o, long offset,int x);
//得到给定对象对象的int值，使用volatile语义
public native int    getIntVolatile(Object o, long offset);
//和putIntVolatile()同样，可是它要求被操做字段就是volatile类型的
public native void putOrderedInt(Object o, long offset, intx);

若是你们还记得“3.3.4 深度剖析ConcurrentLinkedQueue”一节中的描述的ConcurrentLinkedQueue实现，应该对ConcurrentLinkedQueue中的Node还有些印象。Node一些CAS操做也都是使用Unsafe类来实现的。你们能够回顾一下，以加深对Unsafe类的印象。

这里就能够看到，虽然Java抛弃了指针。可是在关键时刻，相似指针的技术仍是必不可少的。这里底层的Unsafe实现就是最好的例子。可是很不幸，JDK的开发人员并不但愿你们使用这个类。得到Unsafe实例的方法是调动其工厂方法getUnsafe()。可是，它的实现倒是这样：

public static Unsafe getUnsafe() {
    Class cc =Reflection.getCallerClass();
    if(cc.getClassLoader() != null)
        throw newSecurityException("Unsafe");
    return theUnsafe;
}

注意加粗部分的代码，它会检查调用getUnsafe()函数的类，若是这个类的ClassLoader不为null，就直接抛出异常，拒绝工做。所以，这也使得咱们本身的应用程序没法直接使用Unsafe类。它是一个JDK内部使用的专属类。

注意：根据Java 类加载器的工做原理，应用程序的类由AppLoader加载。而系统核心类，如rt.jar中的类由Bootstrap类加载器加载。Bootstrap加载器没有Java对象的对象，所以试图得到这个类加载器会返回null。因此，当一个类的类加载器为null时，说明它是由Bootstrap加载的，而这个类也极有多是rt.jar中的类。

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