java 中的Unsafe

在阅读AtomicInteger的源码时，看到了这个类：sum.msic.Unsafe，之前从没见过。所以花了点时间google了一下。

Unsafe的源码：http://www.docjar.com/html/api/sun/misc/Unsafe.java.html

Unsafe源码中的描述如下：

 写道

A collection of methods for performing low-level, unsafe operations. Although the class and all methods are public, use of this class is limited because only trusted code can obtain instances of it.

这个类是用于执行低级别、不安全操作的方法集合。尽管这个类和所有的方法都是公开的（public），但是这个类的使用仍然受限，你无法在自己的java程序中直接使用该类，因为只有授信的代码才能获得该类的实例。

从上面的描述，可以了解到该类是用来执行较低级别的操作的，比如获取某个属性在内存中的位置，不过一般人很少会有这样的需求。在AtomicInteger的源码中相关的代码如下：

1. // setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates
2. private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();

上面这行代码是获取Unsafe实例的。一般情况下，我们是拿不到该类的实例的，当然jdk库里面是可以随意使用的。

1. static {
2. try {
3. valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
4. (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
5. } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
6. }

上面这几行代码，是用来获取AtomicInteger实例中的value属性在内存中的位置。这里使用了Unsafe的objectFieldOffset方法。这个方法是一个本地方法， 该方法用来获取一个给定的静态属性的位置。

1. public native long objectFieldOffset(Field f);

这里有个疑问，为什么需要获取属性在内存中的位置？通过查看AtomicInteger源码发现，在这样几个地方使用到了这个valueOffset值：

1. public final void lazySet(int newValue) {
2. unsafe.putOrderedInt(this, valueOffset, newValue);
3. }

1. public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
2. return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
3. }

1. public final boolean weakCompareAndSet(int expect, int update) {
2. return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
3. }

查找资料后，发现lazySet方法大多用在并发的数据结构中，用于低级别的优化。compareAndSet这个方法多见于并发控制中，简称CAS(Compare And Swap)，意思是如果valueOffset位置包含的值与expect值相同，则更新valueOffset位置的值为update，并返回true，否则不更新，返回false。

这里可以举个例子来说明compareAndSet的作用，如支持并发的计数器，在进行计数的时候，首先读取当前的值，假设值为a，对当前值 + 1得到b，但是+1操作完以后，并不能直接修改原值为b，因为在进行+1操作的过程中，可能会有其它线程已经对原值进行了修改，所以在更新之前需要判断原值是不是等于a，如果不等于a，说明有其它线程修改了，需要重新读取原值进行操作，如果等于a，说明在+1的操作过程中，没有其它线程来修改值，我们就可以放心的更新原值了。

Unsafe类中还包含有很多其它的方法，如果想使用其中的方法，可以参考这篇文章来获取Unsafe的实例：http://javafans.info/java/corejava/15.html。原理是通过反射机制拿到Unsafe中的一个静态属性theUnsafe ，这个静态属性本身已经初始化了，所以拿到以后可以直接使用。