AQS 框架之 Unsafe 源码详解
■ 前言
之前 LockSupport那篇已经叙述了是线程阻塞工具类,其底层由 Unsafe 实现,即 park(), unpark() 方法,获取指针偏移量,并操纵内存。本篇主要介绍 Unsafe 的源码,看看底层到底做了什么。
■ Unsafe 综述
- 作用: Unsafe是个后门类,封装了一些类似指针的操作,提供了一些可以直接操控内存和线程的底层操作
- 使用: Unsafe被JDK广泛用于nio包和并发包中,但是不建议在生产环境使用,风险太大
- 不安全: 不安全指的是指针的操作不安全(Java因此才把指针去掉),若指针指错位置或计算指针偏移量出错,结果不可想象,比如说覆盖了别人的内存,那可能就GG思密达了...
- 补充1: 有机会开JVM番的话,笔者会从JVM源码角度重新解析Unsafe一些重要方法的实现
- 补充2: 此番为 AQS 框架之综述 (赶制中) 的子番
■ Unsafe 数据结构
1. 类定义
public final class Unsafe
2. 构造器
//私有构造器 --单例模式 private Unsafe() {}
3. 重要变量
private static final Unsafe theUnsafe; public static final int INVALID_FIELD_OFFSET = -1; public static final int ARRAY_BOOLEAN_BASE_OFFSET; public static final int ARRAY_BYTE_BASE_OFFSET; public static final int ARRAY_SHORT_BASE_OFFSET; public static final int ARRAY_CHAR_BASE_OFFSET; public static final int ARRAY_INT_BASE_OFFSET; public static final int ARRAY_LONG_BASE_OFFSET; public static final int ARRAY_FLOAT_BASE_OFFSET; public static final int ARRAY_DOUBLE_BASE_OFFSET; public static final int ARRAY_OBJECT_BASE_OFFSET; public static final int ARRAY_BOOLEAN_INDEX_SCALE; public static final int ARRAY_BYTE_INDEX_SCALE; public static final int ARRAY_SHORT_INDEX_SCALE; public static final int ARRAY_CHAR_INDEX_SCALE; public static final int ARRAY_INT_INDEX_SCALE; public static final int ARRAY_LONG_INDEX_SCALE; public static final int ARRAY_FLOAT_INDEX_SCALE; public static final int ARRAY_DOUBLE_INDEX_SCALE; public static final int ARRAY_OBJECT_INDEX_SCALE; public static final int ADDRESS_SIZE; private static native void registerNatives(); static { registerNatives(); Reflection.registerMethodsToFilter(Unsafe.class, new String[]{"getUnsafe"}); theUnsafe = new Unsafe();//单例模式 -饿汉式 ARRAY_BOOLEAN_BASE_OFFSET = theUnsafe.arrayBaseOffset(boolean[].class); ARRAY_BYTE_BASE_OFFSET = theUnsafe.arrayBaseOffset(byte[].class); ARRAY_SHORT_BASE_OFFSET = theUnsafe.arrayBaseOffset(short[].class); ARRAY_CHAR_BASE_OFFSET = theUnsafe.arrayBaseOffset(char[].class); ARRAY_INT_BASE_OFFSET = theUnsafe.arrayBaseOffset(int[].class); ARRAY_LONG_BASE_OFFSET = theUnsafe.arrayBaseOffset(long[].class); ARRAY_FLOAT_BASE_OFFSET = theUnsafe.arrayBaseOffset(float[].class); ARRAY_DOUBLE_BASE_OFFSET = theUnsafe.arrayBaseOffset(double[].class); ARRAY_OBJECT_BASE_OFFSET = theUnsafe.arrayBaseOffset(Object[].class); ARRAY_BOOLEAN_INDEX_SCALE = theUnsafe.arrayIndexScale(boolean[].class); ARRAY_BYTE_INDEX_SCALE = theUnsafe.arrayIndexScale(byte[].class); ARRAY_SHORT_INDEX_SCALE = theUnsafe.arrayIndexScale(short[].class); ARRAY_CHAR_INDEX_SCALE = theUnsafe.arrayIndexScale(char[].class); ARRAY_INT_INDEX_SCALE = theUnsafe.arrayIndexScale(int[].class); ARRAY_LONG_INDEX_SCALE = theUnsafe.arrayIndexScale(long[].class); ARRAY_FLOAT_INDEX_SCALE = theUnsafe.arrayIndexScale(float[].class); ARRAY_DOUBLE_INDEX_SCALE = theUnsafe.arrayIndexScale(double[].class); ARRAY_OBJECT_INDEX_SCALE = theUnsafe.arrayIndexScale(Object[].class); ADDRESS_SIZE = theUnsafe.addressSize(); }
4. 重要方法
//获得给定对象内存偏移量的int值 public native int getInt(Object var1, long var2); //设置给定对象内存偏移量的int值 public native void putInt(Object var1, long var2, int var4); public native Object getObject(Object var1, long var2); public native void putObject(Object var1, long var2, Object var4); //....还有Boolean、Byte、Char、Short、Long、Float、Double的get\set.... //内存分配、释放 //分配内存 public native long allocateMemory(long var1); //扩充内存 public native long reallocateMemory(long var1, long var3); public native void setMemory(Object var1, long var2, long var4, byte var6); public void setMemory(long var1, long var3, byte var5) { this.setMemory((Object)null, var1, var3, var5); } //拷贝内存 public native void copyMemory(Object var1, long var2, Object var4, long var5, long var7); public void copyMemory(long var1, long var3, long var5) { this.copyMemory((Object)null, var1, (Object)null, var3, var5); } //释放内存 public native void freeMemory(long var1); //获取字段在对象中的内存偏移量 public native long staticFieldOffset(Field var1); public native long objectFieldOffset(Field var1); public native Object staticFieldBase(Field var1); public native void ensureClassInitialized(Class<?> var1); //数组元素定位 //arrayBaseOffset 和 arrayIndexScale 搭配使用可以定位数组中每个元素在内存中的位置 //获取数组第一个元素的偏移地址 public native int arrayBaseOffset(Class<?> var1); //获取数组的转换因子,也就是数组中元素的增量地址 public native int arrayIndexScale(Class<?> var1); public native int addressSize(); public native int pageSize(); //类定义 public native Class<?> defineClass(String var1, byte[] var2, int var3, int var4, ClassLoader var5, ProtectionDomain var6); public native Class<?> defineClass(String var1, byte[] var2, int var3, int var4); public native Class<?> defineAnonymousClass(Class<?> var1, byte[] var2, Object[] var3); //创建实例 public native Object allocateInstance(Class<?> var1) throws InstantiationException; //Synchronized同步块的指令实现 1.8版的全部是@Deprecated public native void monitorEnter(Object var1); public native void monitorExit(Object var1); public native boolean tryMonitorEnter(Object var1); //异常抛出 public native void throwException(Throwable var1); //CAS操作 /** * 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 final native boolean compareAndSwapObject(Object obj, long offset, Object expect, Object update); public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5); public final native boolean compareAndSwapLong(Object var1, long var2, long var4, long var6); //获取给定对象的指定类型值,支持volatile load语义 public native Object getObjectVolatile(Object var1, long var2); public native void putObjectVolatile(Object var1, long var2, Object var4); public native int getIntVolatile(Object var1, long var2); //设置给定对象的int值,支持volatile load语义 public native void putIntVolatile(Object var1, long var2, int var4); //....还有Boolean、Byte、Char、Short、Long、Float、Double的volatile级别的get\put.... public native void putDoubleVolatile(Object var1, long var2, double var4); public native void putOrderedObject(Object var1, long var2, Object var4); public native void putOrderedInt(Object var1, long var2, int var4); public native void putOrderedLong(Object var1, long var2, long var4); //LockSupport类的原语支持-挂起和唤醒某个线程 public native void unpark(Object var1); public native void park(boolean var1, long var2); public native int getLoadAverage(double[] var1, int var2); //提供线程安全的add和set操作 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; } 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; } //...还有Long和Object的线程安全的add和set操作... //栅栏支持 public native void loadFence(); public native void storeFence(); public native void fullFence();
5. 禁用的工厂方法
@CallerSensitive public static Unsafe getUnsafe() { Class var0 = Reflection.getCallerClass(); //该方法用于判断调用者的类加载器是否是系统核心加载器(即Bootstrap加载器) if(!VM.isSystemDomainLoader(var0.getClassLoader())) { throw new SecurityException("Unsafe"); } else { return theUnsafe; } }
- 我们先显性调用该工厂方法查看一下调用结果
package concurrent; import sun.misc.Unsafe; public class UnsafeDemo { public static void main(String[] args) { Unsafe.getUnsafe(); } } ------------------- //输出: Exception in thread "main" java.lang.SecurityException: Unsafe at sun.misc.Unsafe.getUnsafe(Unsafe.java:90) at concurrent.UnsafeDemo.main(UnsafeDemo.java:7) //分析:可以发现直接调用的话会直接抛出安全异常,原因是类加载器是AppClassLoader而并非是BootstrapLoader
- 根据Java 类加载器的工作原理,应用程序的类由AppLoader加载,而系统核心类由BootstrapLoader加载
- 当一个类的类加载器为null时,说明它是由BootstrapLoader加载的,即此类是系统核心类(比如rt.jar包中的类)
- 当一个类无法被BootstrapLoader加载时,其类加载器通常为AppClassLoader,即是属于自定义类
■ Unsafe 反射获取
/** * 我们可以通过反射机制获取Unsafe 的一个实例 */ public static Unsafe getUnsafe(){ try { //通过反射获取Unsafe的theUnsafe变量,即Unsafe实例对象 Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe"); f.setAccessible(true); //注意field是static属性 //参见:private static final Unsafe theUnsafe; return (Unsafe) f.get(null); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return null; }
AQS 框架之 Unsafe 源码详解的更多相关文章
- Shiro 登录认证源码详解
Shiro 登录认证源码详解 Apache Shiro 是一个强大且灵活的 Java 开源安全框架,拥有登录认证.授权管理.企业级会话管理和加密等功能,相比 Spring Security 来说要更加 ...
- Activiti架构分析及源码详解
目录 Activiti架构分析及源码详解 引言 一.Activiti设计解析-架构&领域模型 1.1 架构 1.2 领域模型 二.Activiti设计解析-PVM执行树 2.1 核心理念 2. ...
- 源码详解系列(七) ------ 全面讲解logback的使用和源码
什么是logback logback 用于日志记录,可以将日志输出到控制台.文件.数据库和邮件等,相比其它所有的日志系统,logback 更快并且更小,包含了许多独特并且有用的特性. logback ...
- Mybatis源码详解系列(四)--你不知道的Mybatis用法和细节
简介 这是 Mybatis 系列博客的第四篇,我本来打算详细讲解 mybatis 的配置.映射器.动态 sql 等,但Mybatis官方中文文档对这部分内容的介绍已经足够详细了,有需要的可以直接参考. ...
- Java源码详解系列(十)--全面分析mybatis的使用、源码和代码生成器(总计5篇博客)
简介 Mybatis 是一个持久层框架,它对 JDBC 进行了高级封装,使我们的代码中不会出现任何的 JDBC 代码,另外,它还通过 xml 或注解的方式将 sql 从 DAO/Repository ...
- [转]【视觉 SLAM-2】 视觉SLAM- ORB 源码详解 2
转载地址:https://blog.csdn.net/kyjl888/article/details/72942209 1 ORB-SLAM2源码详解 by 吴博 2 https://github.c ...
- Spark Streaming揭秘 Day25 StreamingContext和JobScheduler启动源码详解
Spark Streaming揭秘 Day25 StreamingContext和JobScheduler启动源码详解 今天主要理一下StreamingContext的启动过程,其中最为重要的就是Jo ...
- spring事务详解(三)源码详解
系列目录 spring事务详解(一)初探事务 spring事务详解(二)简单样例 spring事务详解(三)源码详解 spring事务详解(四)测试验证 spring事务详解(五)总结提高 一.引子 ...
- 条件随机场之CRF++源码详解-预测
这篇文章主要讲解CRF++实现预测的过程,预测的算法以及代码实现相对来说比较简单,所以这篇文章理解起来也会比上一篇条件随机场训练的内容要容易. 预测 上一篇条件随机场训练的源码详解中,有一个地方并没有 ...
随机推荐
- [51nod1610]路径计数
路径上所有边权的最大公约数定义为一条路径的值. 给定一个有向无环图. T次修改操作,每次修改一条边的边权,每次修改后输出有向无环图上路径的值为1的路径数量(对1,000,000,007取模). Inp ...
- CodeForces 543D:Road Improvement
题目:http://codeforces.com/problemset/problem/543/D 题意:给你一棵树,一开始边都是0,可以使任意的边变成1,对于每一个根节点求使得它到其他任一点的路径上 ...
- HDU5135 dfs搜索 枚举种数
Little Zu Chongzhi's Triangles Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others) Memory Limit: 512000/512000 ...
- hdu_1286找新朋友(欧拉定理)
题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1286 找新朋友 Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others) M ...
- 96、python version 3.6 required,which was not fount in the registry(python3.6安装scrapy)
在安装scrapy时遇到问题 环境:win10(64位), Python3.6(64位) 安装scrapy: 1.安装wheel(安装后,便支持通过wheel文件安装软件) pip3 install ...
- Sass之混合宏、继承、占位符
1.混合宏. 当样式变得越来越复杂,需要重复使用大段的样式时,使用变量就无法达到我们目的了.这个时候混合宏就派上用场了. 而使用混合宏时,首先要声明混合宏,而声明混合宏时有两种,不带参数混合宏和带参数 ...
- parse_str() 函数把查询字符串解析到变量中。
定义和用法 parse_str() 函数把查询字符串解析到变量中. 注释:如果未设置 array 参数,则由该函数设置的变量将覆盖已存在的同名变量. 注释:php.ini 文件中的 magic_quo ...
- AVAudioPlayer与MPMusicPlayerController的区别
播放在App中的音频时,使用AVAudioPlayer 播放音乐库中的文件时,使用MPMusicPlayerController
- eclipse F3可以查询某个方法的具体定义
eclipse F3可以查询某个方法的具体定义
- [原创]消灭eclipse中运行启动的错误:“找不到或无法加载主类”问题
最近一直遇到这个问题且根据网上的文章做法基本无法通过,故将自己的解决步骤记录及分享给大家. 一:环境必须要配置好. 试试在dos界面输入:java.javac 分别这两个命令是否能执行,如果都能执行恭 ...