Unsafe类简介

JUC中很多的实现都是调用了Unsafe类来实现的，所以这里阅读下该类的内容．

Unsafe类包装了很多低级别的非安全性操作．虽然该类及其所有的方法都是public的，但是它只能被受信任的代码使用（也就是jdk中的代码）

读源码过程中，这里只会对部分方法进行说明，其余的方法要么类似要么不那么重要．

读源码

//构造方法私有化
private Unsafe() {}
//采用饿汉式单例
private static final Unsafe theUnsafe = new Unsafe();

//获取实例对象
public static Unsafe getUnsafe() {
    //获取调用该方法的调用者信息
    Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
    //判断该调用这的类加载器是否是系统类加载器(系统类加载器为null)
    if (!VM.isSystemDomainLoader(caller.getClassLoader()))
        throw new SecurityException("Unsafe");
    return theUnsafe;
}

//返回一个静态字段的偏移量
public native long staticFieldOffset(Field f);

//返回一个非静态字段字段的偏移量
public native long objectFieldOffset(Field f);

//获取给定对象指定偏移量的int值
public native int getInt(Object o, long offset);

//把给定对象指定偏移量上的值设置为整型变量ｘ
public native void putInt(Object o, long offset, int x);

//获取给定内存地址上的byte值
public native byte    getByte(long address);

//把给定内存地址上的值设置为byte值ｘ
public native void    putByte(long address, byte x);

//获取给定内存地址上的值，该值是表示一个内存地址
public native long getAddress(long address);

//分配一块本地内存，这块内存的大小便是给定的大小．这块内存的值是没有被初始化的
public native long allocateMemory(long bytes);

//定义一个类
public native Class<?> defineClass(String name, byte[] b, int off, int len,
                                       ClassLoader loader,
                                       ProtectionDomain protectionDomain);

//定义一个匿名类
public native Class<?> defineAnonymousClass(Class<?> hostClass, byte[] data, Object[] cpPatches);

//获取给定对象上的锁（jvm中有monitorenter 和 monitorexit两个指令）
public native void monitorEnter(Object o);

//释放给定对象上的锁（jvm中有monitorenter 和 monitorexit
public native void monitorExit(Object o);

//CAS操作，修改对象指定偏移量上的（CAS简介见末尾）
public final native boolean compareAndSwapObject(Object o, long offset,
                                                 Object expected,
                                                 Object x);

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

//CAS操作
public final native boolean compareAndSwapLong(Object o, long offset,
                                                   long expected,
                                                   long x);

//获取被volatile关键字修饰的字段的值
public native Object getObjectVolatile(Object o, long offset);

//取消阻塞线程 thread,如果 thread 已经是非阻塞状态，
//那么下次对该 thread 进行park操作时就不会阻塞
public native void unpark(Object thread);

//阻塞当前线程，isAbsolute的作用不是很清楚
public native void park(boolean isAbsolute, long time);

//CAS操作
public final int getAndAddInt(Object o, long offset, int delta) {
        int v;
        do {
            v = getIntVolatile(o, offset);
        } while (!compareAndSwapInt(o, offset, v, v + delta));
        return v;
}

CAS简介

CAS(Compare And Swap)比较并交换，是CPU级提供的功能．

比如IA64,X86指令集中就有cmpxchg指令来完成CAS功能

CAS指令需要3个操作数，分别是内存位置Ｖ，旧的预期值Ａ，新值Ｂ．　CAS指令执行时，当且仅当Ｖ符合旧的预期值Ａ，处理器才用新值Ｂ更新Ｖ的值，否则部执行更新．最后无论是否更新Ｖ的值，都会返回Ｖ的旧值．CAS操作是一个原子操作．　　　　—参考<<深入理解Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践(第二版)　周志明　著>>　第13章 线程安全与锁优化