JUC 打破常规，浅析 Unsafe 的奥妙

2023-09-14 18:09:45

Unsafe：JUC 的起源，一把双刃剑

Unsafe 的起源

JUC （java.util.concurrent）的开端，可以追溯到 Unsafe 类。这个类潜伏在 sun.misc 之下，它是一个极具争议性的类，因为它的操作范围超出了 Java 规范。通常情况下，Java 的内存操作都委托给了 JVM，而 Unsafe 却拥有着类似于 C 语言指针的能力，可以直接深入到 Java 虚拟机的底层，操控内存。

Unsafe 的强大功能

Unsafe 绕过了 Java 虚拟机对内存访问的层层保护，直接与底层硬件交互。它赋予了开发者突破 Java 内存模型限制的超能力，可以绕过 Java 的安全机制，进行一些危险而强大的操作。

例如，Unsafe 可以：

直接访问对象的私有字段，打破 Java 的封装屏障
原子地更新对象字段，确保并发环境下的线程安全
分配本地内存，绕过 Java 的垃圾回收机制
操作字节码，动态生成和修改类

Unsafe 的应用场景

Unsafe 的强大功能使其在某些领域大放异彩：

高性能计算： Unsafe 可以绕过 Java 虚拟机的安全检查，直接访问内存，大幅提升性能。
底层库实现： 一些底层库（如 Netty）利用 Unsafe 优化底层实现，获得接近 C/C++ 的性能。
反射： Unsafe 赋予了反射更强大的能力，可以访问和修改私有字段，实现一些常规反射无法做到的操作。

Unsafe 的使用风险

Unsafe 犹如一把双刃剑，既强大又危险。使用不当，很容易引发内存错误、数据损坏，甚至系统崩溃。因此，开发者必须谨记以下准则：

仅在真正需要时使用 Unsafe
严格遵循 Unsafe 的使用规范
彻底测试并验证 Unsafe 代码
避免在生产环境中使用 Unsafe

Unsafe 的代码示例

import sun.misc.Unsafe;

public class UnsafeExample {

    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();

    private int value;

    public int getValue() {
        return value;
    }

    public void setValue(int value) {
        unsafe.putInt(this, offset, value);
    }

    private static final long offset = unsafe.objectFieldOffset(UnsafeExample.class, "value");

    public static void main(String[] args) {
        UnsafeExample example = new UnsafeExample();
        example.setValue(100);
        System.out.println(example.getValue()); // 输出：100
    }
}