Java sun.misc.unsafe类的使用

  Java是一个安全的开发工具,它阻止开发人员犯很多低级的错误,而大部份的错误都是基于内存管理方面的。如果你想搞破坏,可以使用Unsafe这个类。这个类是属于sun.*API中的类,并且它不是J2SE中真正的一部份,因此你可能找不到任何的官方文档,更可悲的是,它也没有比较好的代码文档。

1、实例化sun.misc.Unsafe

如果你尝试创建Unsafe类的实例,基于以下两种原因是不被允许的。

1)、Unsafe类的构造函数是私有的;

2)、虽然它有静态的getUnsafe()方法,但是如果你尝试调用Unsafe.getUnsafe(),会得到一个SecutiryException。这个类只有被JDK信任的类实例化。但是这总会是有变通的解决办法的,一个简单的方式就是使用反射进行实例化:

1     Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe"); //Internal reference
2     f.setAccessible(true);
3     Unsafe unsafe = (Unsafe) f.get(null);  

注:IDE如Eclipse对会这样的使用报错,不过不用担心,直接运行代码就行,可以正常运行的。

(译者注:还有一种解决方案,就是将Eclipse中这种限制由错误,修改为警告,具体操作为将Windows->Preference...->Java->Compiler->Errors/Warnings中的"DeprecatedandrestrictedAPI",级别由Error修改为Warning就可以了)

现在进入主题,使用这个对象我们可以做如下“有趣的”事情。

2、使用sun.misc.Unsafe

2.1、突破限制创建实例

通过allocateInstance()方法,你可以创建一个类的实例,但是却不需要调用它的构造函数、初使化代码、各种JVM安全检查以及其它的一些底层的东西。即使构造函数是私有,我们也可以通过这个方法创建它的实例。

 1     public class UnsafeDemo {
 2         public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, SecurityException, IllegalArgumentException, IllegalAccessException, InstantiationException {
 3             Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe"); // Internal reference
 4             f.setAccessible(true);
 5             Unsafe unsafe = (Unsafe) f.get(null);
 6
 7             // This creates an instance of player class without any initialization
 8             Player p = (Player) unsafe.allocateInstance(Player.class);
 9             System.out.println(p.getAge()); // Print 0
10
11             p.setAge(45); // Let‘s now set age 45 to un-initialized object
12             System.out.println(p.getAge()); // Print 45
13         }
14     }
15
16     class Player {
17         private int age = 12;
18
19         private Player() {
20             this.age = 50;
21         }
22
23         public int getAge() {
24             return this.age;
25         }
26
27         public void setAge(int age) {
28             this.age = age;
29         }
30     }  

2.2、直接申请、操作物理内存(Java中Bits.byteOrder()就用了此法)

 1         Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe"); // Internal reference
 2         f.setAccessible(true);
 3         Unsafe unsafe = (Unsafe) f.get(null);
 4         long a = unsafe.allocateMemory(8);
 5         System.out.printf("0x%2X 0x%2X\n", a, (a + 1));
 6         try {
 7             unsafe.putLong(a, 0x0102030405060708L);
 8             byte b = unsafe.getByte(a);
 9             System.out.println(b);
10
11         } finally {
12             unsafe.freeMemory(a);
13         }

2.3、常量Integer.MAX_VALUE是JAVA中数组长度的最大值,如果想创建一个非常大的数组(虽然在通常的应用中不可能会用上,且可能会导致JVM挂掉),可以通过对内存进行直接分配实现。

 1 // 虽然可分批的元素个数(Long.MAX_VALUE)比Java本身的(Integer.MAX_VALUE)大,但可能会导致JVM挂掉。
 2 class SuperArray {
 3     Unsafe unsafe;
 4     private long address;// 字节数组起始地址
 5     private byte byteLenOfElementType;// 一个元素所占字节数
 6     private long size;// 元素个数
 7
 8     /**
 9      * 初始化一个大数组
10      *
11      * @param elemet_num
12      *            元素的个数
13      * @param bytes_of_element_type
14      *            每个元素占用的字节数
15      */
16     public SuperArray(Unsafe unsafe, long elemet_num, byte bytes_of_element_type) {
17         this.unsafe = unsafe;
18         this.byteLenOfElementType = bytes_of_element_type;
19         this.size = elemet_num;
20
21         // 得到分配内存的起始地址
22         this.address = unsafe.allocateMemory(size * byteLenOfElementType);
23     }
24
25     /**
26      * 给数组某个元素赋值
27      *
28      * @param index
29      *            元素下标
30      * @param value
31      *            元素值
32      */
33     public void set(long index, byte[] value) {
34         long startAddr = address + index * byteLenOfElementType;
35         for (byte i = 0; i < byteLenOfElementType; i++) {
36             unsafe.putByte(startAddr + i, value[i]);
37         }
38     }
39
40     public byte[] get(long idx) {
41         byte[] res = new byte[byteLenOfElementType];
42         long startAddr = address + idx * byteLenOfElementType;
43         for (byte i = 0; i < byteLenOfElementType; i++) {
44             res[i] = unsafe.getByte(startAddr + i);
45         }
46         return res;
47     }
48
49     public long size() {
50         return size;
51     }
52 }

3、参考资料

1、Java Magic. Part 4: sun.misc.Unsafe

2、http://blog.csdn.net/fenglibing/article/details/17138079

时间: 2024-11-04 07:04:15

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Java Magic. Part 4: sun.misc.Unsafe

原文地址 译文地址 译者:许巧辉 校对:梁海舰 Java是一门安全的编程语言,防止程序员犯很多愚蠢的错误,它们大部分是基于内存管理的.但是,有一种方式可以有意的执行一些不安全.容易犯错的操作,那就是使用Unsafe类. 本文是sun.misc.Unsafe公共API的简要概述,及其一些有趣的用法. Unsafe 实例 在使用Unsafe之前,我们需要创建Unsafe对象的实例.这并不像Unsafe unsafe = new Unsafe()这么简单,因为Unsafe的构造器是私有的.它也有一个静

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