Java基础之Unsafe内存操作不安全类详解

什么是Unsafe类？

Unsafe类是Java中的一个非常特殊的类，它提供了一些Java本身并未提供的功能，如直接操作内存和线程，在Java中对于内存的操作都是基于虚拟机的堆内存，而Unsafe类的出现可以让Java具有类似于C语言的直接操作内存的能力。

Unsafe类的作用

1. 直接操作内存

Unsafe类提供的API可以直接读写内存内容，这种操作不会通过JVM的内存校验、垃圾收集等机制，所以Unsafe类使用时需谨慎，避免破坏堆内存的数据结构。以下是一个简单示例:

long address = unsafe.allocateMemory(100L);
unsafe.putLong(address, 123456789L);
long value = unsafe.getLong(address);
System.out.println("value:" + value);
unsafe.freeMemory(address);

1. 线程操作

通过Unsafe类，可以直接访问线程控制的数据结构，如Thread、Lock、Semaphore、CountDownLatch等，以下是一个简单的示例：

public class UnsafeThread {

    private static Unsafe unsafe;

    static {
        try {
            Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
            theUnsafe.setAccessible(true);
            unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null);
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(new Task(), "Thread-1");
        Thread thread2 = new Thread(new Task(), "Thread-2");
        unsafe.putObject(thread1, unsafe.objectFieldOffset(Thread.class, "name"), "Thread-unsafe");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }

    static class Task implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : Hello World!");
        }
    }
}

Unsafe类的风险

使用Unsafe类的API需要精确地指定内存地址和偏移量，如果在程序运行时出错，可能导致内存泄露、崩溃等问题，给程序带来极大的风险。

Unsafe类使用时需要了解风险并注意避免，因为使用Unsafe类的风险远高于使用Java核心类库中的类。如果需要使用Unsafe类，建议使用框架已经封装好的类进行操作。

总结

Unsafe类可以很方便地操作内存和线程，但风险也很高，需要谨慎使用和取舍。如果想使用Unsafe类，建议先思考能否使用其他Java核心类库中的类完成功能，从而保证程序的稳定和安全。