Java魔法类：Unsafe应用解析

Java魔法类：Unsafe应用解析

Unsafe是位于sun.misc包下的一个类，主要提供一些用于执行低级别、不安全操作的方法，如直接访问系统内存资源、自主管理内存资源等，这些方法在提升Java运行效率、增强Java语言底层资源操作能力方面起到了很大的作用。但由于Unsafe类使Java语言拥有了类似C语言指针一样操作内存空间的能力，这无疑也增加了程序发生相关指针问题的风险。在程序中过度、不正确使用Unsafe类会使得程序出错的概率变大，使得Java这种安全的语言变得不再“安全”，因此对Unsafe的使用一定要慎重。

注：本文对sun.misc.Unsafe公共API功能及相关应用场景进行介绍。基本介绍如下Unsafe源码所示，Unsafe类为一单例实现，提供静态方法getUnsafe获取Unsafe实例，当且仅当调用getUnsafe方法的类为引导类加载器所加载时才合法，否则抛出SecurityException异常。

一：基本介绍

如下Unsafe源码所示，Unsafe类为一单例实现，提供静态方法 getUnsafe获取Unsafe实例，当且仅当调用getUnsafe方法的类为引导类加载器所加载时才合法，否则抛出SecurityException异常。

public final class Unsafe {
  // 单例对象
  private static final Unsafe theUnsafe;

  private Unsafe() {
  }
  @CallerSensitive
  public static Unsafe getUnsafe() {
    Class var0 = Reflection.getCallerClass();
    // 仅在引导类加载器`BootstrapClassLoader`加载时才合法
    if(!VM.isSystemDomainLoader(var0.getClassLoader())) {    
      throw new SecurityException("Unsafe");
    } else {
      return theUnsafe;
    }
  }
}

那如若想使用这个类，该如何获取其实例？有如下两个可行方案。

• 其一，从getUnsafe方法的使用限制条件出发，通过Java命令行命令-Xbootclasspath/a把调用Unsafe相关方法的类A所在jar包路径追加到默认的bootstrap路径中，使得A被引导类加载器加载，从而通过Unsafe.getUnsafe方法安全的获取Unsafe实例。

  java -Xbootclasspath/a: ${path}   // 其中path为调用Unsafe相关方法的类所在jar包路径

• 其二，通过反射获取单例对象theUnsafe。

  private static Unsafe reflectGetUnsafe() {
    try {
      // Unsafe类有个成员变量：private static final Unsafe theUnsafe
      Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
      field.setAccessible(true);
      return (Unsafe) field.get(null);
    } catch (Exception e) {
      log.error(e.getMessage(), e);
      return null;
    }
  }

  或者：先获取Class对象，再通过构造器创建Unsafe对象

  // 通过反射获得Unsafe对象
  Class unsafeClass = Unsafe.class;
  // 获得构造函数，Unsafe的构造函数为私有的
  Constructor constructor = unsafeClass.getDeclaredConstructor();
  // 设置为允许访问私有内容
  constructor.setAccessible(true);
  // 创建Unsafe对象
  Unsafe unsafe = (Unsafe) constructor.newInstance();