为什么sun.misc.Unsafe存在，如何在现实世界中使用？

有一天我遇到了sun.misc.Unsafe软件包，并对它能做的事情感到惊讶。

当然，这个class没有证件，但是我想知道是否有使用它的好理由。 哪些情况下可能会出现需要使用的情况？ 在真实世界的场景中如何使用它？

而且，如果你确实需要它，那么这是不是表明你的devise有可能是错的？

为什么Java甚至包含这个类？

例子

  1. 虚拟机“内在化”。 即在无锁哈希表中使用CAS（比较和交换）例如：sun.misc.Unsafe.compareAndSwapInt它可以使真正的JNI调用本地代码包含CAS

    在这里阅读更多关于CAS的http://en.wikipedia.org/wiki/Compare-and-swap

  2. 主机VM的sun.misc.Unsafefunction可用于分配未初始化的对象，然后将构造函数的调用解释为其他任何方法调用。

  3. 可以从本地地址跟踪数据。可以使用java.lang.Unsafe类检索对象的内存地址，并通过不安全的get / put方法直接在其字段上操作！

  4. 编译JVM的时间优化。 高性能虚拟机使用“魔术”，需要低级别的操作。 例如： http : //en.wikipedia.org/wiki/Jikes_RVM

  5. 分配内存，sun.misc.Unsafe.allocateMemory例如： – 当调用ByteBuffer.allocateDirect时，DirectByteBuffer构造函数在内部调用它

  6. 跟踪调用堆栈并重放由sun.misc.Unsafe实例化的值，对于检测很有用

  7. sun.misc.Unsafe.arrayBaseOffset和arrayIndexScale可用于开发arraylets，这是一种将大型数组高效分解为较小对象的技术，以限制大型对象的扫描，更新或移动操作的实时成本

  8. http://robaustin.wikidot.com/how-to-write-to-direct-memory-locations-in-java

更多关于这里的参考 – http://bytescrolls.blogspot.com/2011/04/interesting-uses-of-sunmiscunsafe.html

只是从一些代码search引擎运行search ，我得到以下例子：

  • Java对象表示法 – 使用它来更有效的数组处理，引用javadoc

简单的类来获得对不安全对象的访问。 {@link Unsafe} *是必需的，以允许在数组上进行高效的CAS操作。 请注意，{@link java.util.concurrent.atomic}中的版本（如{@link java.util.concurrent.atomic.AtomicLongArray}）需要额外的内存sorting保证，这些algorithm一般不需要，而且也很昂贵在大多数处理器上

  • SoyLatte – java 6的osx javadoc摘录

/ **用于静态字段的基于sun.misc.Unsafe的FieldAccessors的基类。 从reflection代码的观点来看，只有九种types的字段：八种基本types和对象。 使用类Unsafe而不是生成的字节码可节省dynamic生成的FieldAccessors的内存和加载时间。 * /

  • SpikeSource公司

/ *通过电线发送的FinalFields ..如何在接收端解组并重新创build对象？ 我们不想调用构造函数，因为它会为final字段build立值。 我们必须像发件人一样重新创build最后一个字段。 sun.misc.Unsafe为我们做这个。 * /

还有很多其他的例子，只要按照上面的链接…

有趣的是，我从来没有听说过这个class（这真的是一件好事）。

有一点需要注意的是，使用Unsafe＃setMemory将包含敏感信息的缓冲区（密码，键，…）归零。 你甚至可以这样做到“不可变”对象的字段（然后，我想老式的reflection也可能在这里）。 尽pipe如此，我还是没有安全专家。

Unsafe.throwException – 允许抛出检查的exception而不用声明它们。

这在处理reflection或AOP的某些情况下很有用。

假设您为用户定义的接口构build通用代理。 用户可以通过在特殊情况下通过在界面中声明exception来指定抛出exception。 那么这是我知道的唯一方法，在接口的dynamic实现中引发一个检查的exception。 

 import org.junit.Test; /** need to allow forbidden references! */ import sun.misc.Unsafe; /** * Demonstrate how to throw an undeclared checked exception. * This is a hack, because it uses the forbidden Class {@link sun.misc.Unsafe}. */ public class ExceptionTest { /** * A checked exception. */ public static class MyException extends Exception { private static final long serialVersionUID = 5960664994726581924L; } /** * Throw the Exception. */ @SuppressWarnings("restriction") public static void throwUndeclared() { getUnsafe().throwException(new MyException()); } /** * Return an instance of {@link sun.misc.Unsafe}. * @return THE instance */ @SuppressWarnings("restriction") private static Unsafe getUnsafe() { try { Field singleoneInstanceField = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe"); singleoneInstanceField.setAccessible(true); return (Unsafe) singleoneInstanceField.get(null); } catch (IllegalArgumentException e) { throw createExceptionForObtainingUnsafe(e); } catch (SecurityException e) { throw createExceptionForObtainingUnsafe(e); } catch (NoSuchFieldException e) { throw createExceptionForObtainingUnsafe(e); } catch (IllegalAccessException e) { throw createExceptionForObtainingUnsafe(e); } } private static RuntimeException createExceptionForObtainingUnsafe(final Throwable cause) { return new RuntimeException("error while obtaining sun.misc.Unsafe", cause); } /** * scenario: test that an CheckedException {@link MyException} can be thrown * from an method that not declare it. */ @Test(expected = MyException.class) public void testUnsingUnsaveToThrowCheckedException() { throwUndeclared(); } }

基于对使用eclipse进行参考跟踪的Java 1.6.12库的简要分析，似乎Unsafe每个有用function都以有用的方式公开。

CAS操作通过Atomic *类暴露。 内存操作函数通过DirectByteBuffer同步指令（park，unpark）公开，通过AbstractQueuedSynchronizer暴露出来，然后由Lock实现使用。

class级不安全

用于执行低级别，不安全操作的一组方法。 尽pipe类和所有方法都是公共的，但是这个类的使用是有限的，因为只有受信任的代码才能获得它的实例。

它的一个用途是在java.util.concurrent.atomic类中：

  • AtomicIntegerArray
  • AtomicLongArray

对于有效的内存复制（至less比System.arraycopy（）更快的复制）; 正如Java LZF和Snappy编解码器所使用的。 他们使用'getLong'和'putLong'，比逐字节复制要快。 在复制诸如16/32/64字节块的东西时尤其有效。

使用它可以高效地访问和分配大量内存，例如在您自己的体素引擎中！ （即我的世界风格的游戏。）

根据我的经验，JVM常常无法消除您真正需要的边界检查。 例如，如果您正在迭代大型数组，但是实际的内存访问被隐藏在循环中的非虚方法调用之下，则JVM仍然可以对每个数组访问执行边界检查，而不是之前的一次循环。 因此，为了获得潜在的性能提升，可以通过一个使用sun.misc.Unsafe直接访问内存的方法来消除循环内部的JVM边界检查，确保在正确的位置检查自己的边界。 （你会在某个级别检查，对不对？）
*由非虚拟的，我的意思是JVM不应该dynamic地解决你的特定方法，因为你已经正确地保证类/方法/实例是静态/最终/你有什么组合。

对于我自己生成的体素引擎，这导致了在块生成和序列化（我正在读取/写入整个arrays的低价位）时显着的性能增益。 结果可能会有所不同，但如果缺less边界消除是你的问题，那么这将解决它。

这里有一些潜在的主要问题：特别是，当你提供访问内存的能力而无需边界检查你的接口的客户端时，他们可能会滥用它。 （不要忘记，黑客也可以是你的界面的客户，特别是在用Java编写的体素引擎的情况下）。因此，你应该devise你的界面的方式，使内存访问不能被滥用，或者您应该非常小心地validation用户数据，然后再与您的危险界面混合。 考虑到黑客可以用不受限制的内存访问的灾难性事情，最好采取两种方法。

我最近正在重新实现JVM，发现在Unsafe方面实现了令人惊讶的数量的类。 该类主要是为Java库实现者devise的，并且包含了基本上不安全但是构build快速原语所必需的function。 例如，有一些获取和写入原始字段偏移量的方法，使用硬件级同步，分配和释放内存等。它不打算被普通的Java程序员使用。 它是无证的，特定于实现的，本质上是不安全的（因此名称！）。 而且，我认为SecurityManager几乎在所有情况下都不允许访问它。

简而言之，它主要允许库实现者访问底层机器，而不必像AtomicInteger native那样声明每个方法。 在常规的Java编程中，您不需要使用或担心它，因为整个过程要使其他库足够快，以至于不需要这种访问。

堆外采集对分配大量内存非常有用，并在使用后立即释放，无需GC干扰。 我写了一个库，用于基于sun.misc.Unsafe的堆外数组/列表。

Unsafe.park()和Unsafe.unpark()用于构build自定义并发控制结构和协作调度机制。

我们已经实现了巨大的集合，如数组，HashMaps，使用不安全的TreeMaps。
为了避免/最小化碎片，我们使用了不安全的dlmalloc概念来实现内存分配器。
这有助于我们获得并发性能。

我自己并没有使用它，但是我想如果你有一个只能偶尔被多个线程读取的variables（所以你不想让它变成volatile），你可以在主线程中使用putObjectVolatile readObjectVolatile在执行罕见的读取其他线程时。

其中一个例子就是随机方法，它调用不安全的方法来改变种子 。

这个网站也有它的一些用途 。

该对象似乎可用性低于Java代码通常允许的级别。 如果您正在编写高级应用程序，那么JVM会将内存处理和其他操作从代码级别中抽象出来，以便于编程。 通过使用不安全库，您可以有效地完成通常为您完成的低级操作。

正如woliveirajr所说，“随机（）”使用不安全来播种，就像许多其他操作将使用不安全中包含的allocateMemory（）函数一样。

作为一名程序员，你可能不需要这个库，但是对低级元素有严格的控制确实派上用场（这就是为什么在主要产品中仍然存在程序集和（在较小程度上）C代码）

如果您需要replace当前使用它的某个类提供的function，则需要它。

这可以是自定义/更快/更紧凑的序列化/反序列化，ByteBuffer的更快/更大的缓冲器/可resize的版本，或添加一个primefacesvariables，例如当前不支持的primefacesvariables。

我曾经在一些时候用过这些。

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