Java中unsafe操作實例總結

Unsafe是Java無鎖操作的基石，在無鎖並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。相對於與Java中的鎖，它基本無開銷，會原地等待。本文主要介紹下Unsafe中的主要操作。

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對像中為offset的偏移值，這裡假設為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.getAndAddIntpublic 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。也可以用於數組操作，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,否則對於其它線程會不可見

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，否則有什麼用呢？

以上就是本次給大家分享的知識點的全部內容，感謝大家對武林網的支持。