Java中unsafe操作的示例分析

這篇文章將為大家詳細講解有關Java中unsafe操作的示例分析，小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

Unsafe是Java無鎖操作的基石，在無鎖并發類中都少不了它們的身影，比如ConcurrentHashMap, ConcurrentLinkedQueue, 都是由Unsafe類來實現的。相對于與Java中的鎖，它基本無開銷，會原地等待。

1 compareAndSwap

/**
* 比較obj的offset處內存位置中的值和期望的值，如果相同則更新。此更新是不可中斷的。
* 
* @param obj 需要更新的對象
* @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與field的當前值相同，設置filed的值為這個新值
* @return 如果field的值被更改返回true
*/
public native boolean compareAndSwapInt(Object obj, long offset, int expect, int update);

這個就是著名的CAS操作了，分為三步來做

1. 獲取obj對象中為offset的偏移值，這里假設為realVal

2. 比較realVal和expect

3. 如果相同，將該值更新為update，否則不更新

CAS家族還包括有，compareAndSwapObject(), compareAndSwapLong(), compareAndSwapInt()等等

用AtomicInteger中一個經典的例子來說明：

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 {
  /**獲取原始值*/
    var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
  /**確認原始值沒有被其它線程修改時，再執行更新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 <code>putIntVolatile(Object,long,int)</code>, which
  * doesn't guarantee the immediate visibility of the change to other
  * threads. It is only really useful where the integer field is
  * <code>volatile</code>, 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 <code>obj</code>.
  * @param value the new value of the field.
  * @see #putIntVolatile(Object,long,int)
  */
 public native void putOrderedInt(Object obj, long offset, int value);

將obj對象的偏移量為offset的位置修改為value，因為Java中沒有內存操作，而Unsafe的這個操作正好補充了內存操作的不足。也可以用于數組操作，比如ConcurrentHashMap中就大量用到了該操作

 Segment<K,V> s0 =
    new Segment<K,V>(loadFactor, (int)(cap * loadFactor),
             (HashEntry<K,V>[])new HashEntry[cap]);
  Segment<K,V>[] ss = (Segment<K,V>[])new Segment[ssize];
  // 往數組下標為0的位置，寫入s0: ss[0]=s0
  UNSAFE.putOrderedObject(ss, SBASE, s0); // ordered write of segments[0]

需要注意的是obj需要設置為Volatile,否則對于其它線程會不可見

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 <code>obj</code>.
  * @param value the new value of the field.
  */
 public native void putIntVolatile(Object obj, long offset, int value);

感覺和putOrderInt一樣，因為必須設置為Volatile，否則有什么用呢？

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