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标题: Java不能操作内存？Unsafe了解一下 [打印本页]

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作者: 种地    时间: 2023-8-10 09:32
标题: Java不能操作内存？Unsafe了解一下
前言

C++可以动态的分类内存（但是得主动释放内存，避免内存泄漏），而java并不能这样，java的内存分配和垃圾回收统一由JVM管理，是不是java就不能操作内存呢？当然有其他办法可以操作内存，接下来有请Unsafe出场，我们一起看看Unsafe是如何花式操作内存的。
Unsafe介绍

Unsafe见名知意，不安全的意思，因为通过这个类可以绕过JVM的管理直接去操作内存，如果操作不当或者使用完成后没有及时释放的话，这部分的内存不会被回收，久而久之，这种没有被释放的内存会越来越多造成内存泄漏。所以这是一个比较不安全的操作，一般不建议直接使用，毕竟这种问题导致的线上问题很难查出，另外通常的解决办法就是重启系统了。
虽然Unsafe是不安全的操作，但可以根据实际情况合理使用可以达到更好的效果，比如像java NIO里就有通过这种方式创建堆外存。Unsafe常用的操作包括：分配内存释放内存、实例化及对象操作、数组操作、CAS、线程同步等。
Unsafe实例对象的获取

Unsafe不能直接获取到，像下面这样使用会直接抛出安全检查异常。

1. public static void main(String[] args) throws Exception {
2.     Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
3. }

复制代码

运行结果就这样：

1. Exception in thread "main" java.lang.SecurityException: Unsafe
2.         at sun.misc.Unsafe.getUnsafe(Unsafe.java:90)
3.         at com.star95.study.UnsafeTest.main(UnsafeTest.java:21)

复制代码

我们来看看sun.misc.Unsafe.getUnsafe这个方法的源码：

1. public static Unsafe getUnsafe() {
2.     Class var0 = Reflection.getCallerClass();
3.     if (!VM.isSystemDomainLoader(var0.getClassLoader())) {
4.         throw new SecurityException("Unsafe");
5.     } else {
6.         return theUnsafe;
7.     }
8. }

复制代码

这里会判断这个类的加载器是否是启用类加载器Bootstrap ClassLoader，如果不是启动类加载器加载的则抛异常。
Bootstrap ClassLoader这个类加载器主要加载java核心类库，比如rt.jar这类包的，java采用的是双亲委托方式加载类，如果父加载器已加载了某个类，则子加载器不再加载，采用这样的方式进一步加强安全性。关于启动类加载器Bootstrap ClassLoader、扩展类加载器Extension Classloader、应用程序类加载器Application Classloader这里不再介绍，感兴趣的可自行搜索。
以下介绍3种方法来获取Unsafe。
1、修改启动类加载器的搜索路径

1. public class UnsafeUtil {
2.     private UnsafeUtil() {}
3.     public static Unsafe getUnsafe() {
4.         System.out.println("get getUnsafe...");
5.         return Unsafe.getUnsafe();
6.     }
7. }

复制代码

就这一个类，打成一个jar包。

把这个jar包的路径放到jvm启动参数里-Xbootclasspath/a:D:\work\projects\test\unsafe\target\unsafe-1.0-SNAPSHOT.jar，然后调用即可获取到Unsafe。

关于jvm参数-Xbootclasspath说明:

1. -Xbootclasspath:新jar路径（Windows用;分隔,linux用:分隔），这种相当于覆盖了java默认的核心类搜索路径，包括核心类库例如rt.jar，这种基本不用。
3. -Xbootclasspath/a:新jar路径（Windows用;分隔,linux用:分隔）,这种是把新jar路径追加到已有的classpath后，相当于扩大了核心类的范围，这个常用。
5. -Xbootclasspath/p:新jar路径（Windows用;分隔,linux用:分隔）,这种是把新jar路径追加到已有的classpath前，也相当于扩大了核心类的范围，但是放到核心类前可能会引起冲突，这个不常用。

复制代码

2、利用反射使用构造方法创建实例

Unsafe有一个私有的无参构造方法，利用反射使用构造方法也可以创建Unsafe实例。

1. Constructor constructor = Unsafe.class.getDeclaredConstructors()[0];
2. constructor.setAccessible(true);
3. Unsafe unsafe = (Unsafe)constructor.newInstance();
4. System.out.println(unsafe);

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3、利用反射获取Unsafe属性创建实例

Unsafe类里有一个属性private static final Unsafe theUnsafe;利用反射获取到这个属性然后对null这个对象获取属性值就会触发类静态块儿的执行，从而达到实例化的目的。

1. private static Unsafe getUnsafe() {
2.     try {
3.         Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
4.         field.setAccessible(true);
5.         return (Unsafe)field.get(null);
6.     } catch (Exception e) {
7.         e.printStackTrace();
8.     }
9.     return null;
10. }

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以上3种方法虽然都可以获取到Unsafe的实例，但第三种更常用一些。
Unsafe常用操作

Unsafe类里大概有100多个方法，按用途主要分为以下几大类，分别介绍。
Unsafe操作内存

内存操作主要包括内存分配、扩展内存、设置内存值、释放内存等，常用的方法介绍如下。

1. //分配指定大小的内存
2. public long allocateMemory(long bytes)
3. //根据给定的内存地址address调整内存大小
4. public long reallocateMemory(long address, long bytes)
5. //设置内存值
6. public void setMemory(Object o, long offset, long bytes, byte value)
7. public void setMemory(long address, long bytes, byte value)
8. //内存复制，支持两种地址模式
9. public void copyMemory(Object srcBase, long srcOffset,  Object destBase, long destOffset, long bytes)
10. //释放allocateMemory和reallocateMemory申请的内存
11. public native void freeMemory(long address)

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举个栗子：

1. public void test() throws Exception {
2.         Unsafe unsafe = getUnsafe();
3.         long address = unsafe.allocateMemory(8);
4.         System.out.println("allocate memory with 8 bytes, address=" + address);
5.         long data = 13579L;
6.         unsafe.putLong(address, data);
7.         System.out.println("direct put data to address, data=" + data);
8.         System.out.println("get address data=" + unsafe.getLong(address));
9.         long address1 = unsafe.allocateMemory(8);
10.         System.out.println("allocate memory with 8 bytes, address1=" + address);
11.         unsafe.copyMemory(address, address1, 8);
12.         System.out.println("copy memory with 8 bytes to address1=" + address1);
13.         System.out.println("get address1 data=" + unsafe.getLong(address1));
14.         unsafe.reallocateMemory(address1, 16);
15.         unsafe.setMemory(address1, 16, (byte)20);
16.         System.out.println("after setMemory address1=" + unsafe.getByte(address1));
17.         unsafe.freeMemory(address1);
18.         unsafe.freeMemory(address);
19.         System.out.println("free memory over");
20.         long[] l1 = new long[] {11, 22, 33, 44};
21.         long[] l2 = new long[4];
22.         long offset = unsafe.arrayBaseOffset(long[].class);
23.         unsafe.copyMemory(l1, offset, l2, offset, 32);
24.         System.out.println("l2=" + Arrays.toString(l2));
25.     }

复制代码

输出结果：

1. allocate memory with 8 bytes, address=510790256
2. direct put data to address, data=13579
3. get address data=13579
4. allocate memory with 8 bytes, address1=510790256
5. copy memory with 8 bytes to address1=510788736
6. get address1 data=13579
7. after setMemory address1=20
8. free memory over
9. l2=[11, 22, 33, 44]

复制代码

Unsafe操作类、对象及变量

下面介绍关于类、对象及变量相关的一些操作，还有一些其他的方法没有一一列出，大家可以自行研究。

1. //实例化对象，不调构造方法
2. Object allocateInstance(Class<?> cls)
3. //字段在内存中的地址相对于实例对象内存地址的偏移量
4. public long objectFieldOffset(Field f)
5. //字段在内存中的地址相对于class内存地址的偏移量
6. public long objectFieldOffset(Class<?> c, String name)
7. //静态字段在class对象中的偏移
8. public long staticFieldOffset(Field f)
9. //获得静态字段所对应类对象
10. public Object staticFieldBase(Field f)
11. //获取对象中指定偏移量的int值，这里还有基本类型的其他其中，比如char,boolean,long等
12. public native int getInt(Object o, long offset);
13. //将int值放入指定对象指定偏移量的位置，这里还有基本类型的其他其中，比如char,boolean,long等
14. public native void putInt(Object o, long offset, int x);
15. //获取obj对象指定offset的属性对象
16. public native Object getObject(Object obj, long offset);
17. //将newObj对象放入指定obj对象指定offset偏移量的位置
18. public native void putObject(Object obj, long offset, Object newObj);

复制代码

实战一下吧

1. class Cat {
2.     private String name;
3.     private long speed;
5.     public Cat(String name, long speed) {
6.         this.name = name;
7.         this.speed = speed;
8.     }
10.     public Cat() {
11.         System.out.println("constructor...");
12.     }
14.     static {
15.         System.out.println("static...");
16.     }
18.     @Override
19.     public String toString() {
20.         return "Cat{" + "name='" + name + '\'' + ", speed=" + speed + '}';
21.     }
22. }
24. class Foo {
25.     private int age;
26.     private Cat cat;
27.     private static String defaultString = "default........";
29.     public int getAge() {
30.         return age;
31.     }
33.     public void setAge(int age) {
34.         this.age = age;
35.     }
37.     public Cat getCat() {
38.         return cat;
39.     }
41.     public void setCat(Cat cat) {
42.         this.cat = cat;
43.     }
44. }
46. //测试方法
47. public void test1() throws Exception {
48.     // 使用allocateInstance方法创建一个Cat实例，这里不会调用构造方法，但是静态块会执行，所以会输出"static..."
49.     Cat cat = (Cat)unsafe.allocateInstance(Cat.class);
50.     System.out.println("allocateInstance cat--->" + cat);
51.     Foo f = new Foo();
52.     f.setAge(13);
53.     f.setCat(new Cat("ketty", 120));
54.     long ageOffset = unsafe.objectFieldOffset(Foo.class.getDeclaredField("age"));
55.     // 这个offset的属性是一个Cat对象
56.     long catOffset = unsafe.objectFieldOffset(Foo.class.getDeclaredField("cat"));
57.     // 获取静态属性的时候直接用Class对象，用实例对象的话会发生NPE异常
58.     long defaultStringOffset = unsafe.staticFieldOffset(Foo.class.getDeclaredField("defaultString"));
59.     System.out.println("get age=" + unsafe.getInt(f, ageOffset));
60.     System.out.println("get cat=" + unsafe.getObject(f, catOffset));
61.     System.out.println("get defaultString=" + unsafe.getObject(Foo.class, defaultStringOffset));
62.     System.out.println("---------------------");
63.     // 操作内存放入新值
64.     unsafe.putInt(f, ageOffset, 100);
65.     unsafe.putObject(f, catOffset, new Cat("hello", 333));
66.     unsafe.putObject(f, defaultStringOffset, "new default string");
67.     System.out.println("after put then get age=" + unsafe.getInt(f, ageOffset));
68.     System.out.println("after put then get cat=" + unsafe.getObject(f, catOffset));
69.     System.out.println("after put then get defaultString=" + unsafe.getObject(f, defaultStringOffset));
70.     System.out.println("---------------------");
71. }

复制代码

程序输出如下：

1. static...
2. allocateInstance cat--->Cat{name='null', speed=0}
3. get age=13
4. get cat=Cat{name='ketty', speed=120}
5. get defaultString=default........
6. ---------------------
7. after put then get age=100
8. after put then get cat=Cat{name='hello', speed=333}
9. after put then get defaultString=new default string
10. ---------------------

复制代码

Unsafe操作数组

数组除了8种基本类型外，还包括Object数组。在Unsafe类里是通过静态块来获取这些数据。

1. public void test2() {
2.     // 获取8种基本类型和Object类型数组的基础偏移量，scale相关的可以理解每个类型对应的值所占的大小
3.     // 通过输出信息我们可以看到基础偏移量都是16，scale除Object的是4外，基础数据类型的scale就是相应的字节大小
4.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_BOOLEAN_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_BOOLEAN_BASE_OFFSET);
5.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_BOOLEAN_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_BOOLEAN_INDEX_SCALE);
6.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_BYTE_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_BYTE_BASE_OFFSET);
7.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_BYTE_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_BYTE_INDEX_SCALE);
8.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_SHORT_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_SHORT_BASE_OFFSET);
9.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_SHORT_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_SHORT_INDEX_SCALE);
10.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_CHAR_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_CHAR_BASE_OFFSET);
11.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_CHAR_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_CHAR_INDEX_SCALE);
12.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_INT_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_INT_BASE_OFFSET);
13.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_INT_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_INT_INDEX_SCALE);
14.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_LONG_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_LONG_BASE_OFFSET);
15.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_LONG_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_LONG_INDEX_SCALE);
16.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_FLOAT_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_FLOAT_BASE_OFFSET);
17.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_FLOAT_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_FLOAT_INDEX_SCALE);
18.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_DOUBLE_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_DOUBLE_BASE_OFFSET);
19.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_DOUBLE_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_DOUBLE_INDEX_SCALE);
20.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_OBJECT_BASE_OFFSET=" + Unsafe.ARRAY_OBJECT_BASE_OFFSET);
21.     System.out.println("Unsafe.ARRAY_OBJECT_INDEX_SCALE=" + Unsafe.ARRAY_OBJECT_INDEX_SCALE);
22.     System.out.println("------------------------------");
23.     // 基本数据数组类型操作
24.     int[] array = new int[] {11, 22, 33};
25.     /*
26.         改变最后一个元素的值，地址的算法就是：基础地址+偏移量，这个偏移量就是类型占用的大小*位置，Unsafe.ARRAY_INT_BASE_OFFSET + (array.length - 1) * Unsafe.ARRAY_INT_INDEX_SCALE
27.      */
28.     System.out.println("before put array[2]=" + array[2]);
29.     unsafe.putInt(array, (long)Unsafe.ARRAY_INT_BASE_OFFSET + (array.length - 1) * Unsafe.ARRAY_INT_INDEX_SCALE,
30.         100);
31.     // 获取最后一个元素的值
32.     System.out.println("after put array[2]=" + array[2]);
33.     // 也可以这么获取，使用基础地址+偏移量的方式
34.     System.out.println("after put array[2]=" + unsafe.getInt(array,
35.         (long)Unsafe.ARRAY_INT_BASE_OFFSET + (array.length - 1) * Unsafe.ARRAY_INT_INDEX_SCALE));
36.     System.out.println("-------------------");
37.     // Object类型数组操作
38.     Cat[] cats = {new Cat("cat1", 1), new Cat("cat2", 2), new Cat("cat3", 3)};
39.     System.out.println("before put cats[2]=" + cats[2]);
40.     unsafe.putObject(cats,
41.         (long)Unsafe.ARRAY_OBJECT_BASE_OFFSET + (cats.length - 1) * Unsafe.ARRAY_OBJECT_INDEX_SCALE,
42.         new Cat("newcat", 10000));
43.     // 获取最后一个元素的值
44.     System.out.println("after put cats[2]=" + cats[2]);
45.     // 也可以这么获取，使用基础地址+偏移量的方式
46.     System.out.println("after put cats[2]=" + unsafe.getObject(cats,
47.         (long)Unsafe.ARRAY_OBJECT_BASE_OFFSET + (cats.length - 1) * Unsafe.ARRAY_OBJECT_INDEX_SCALE));
48.     System.out.println("-------------------");
49. }

复制代码

输出：

1. Unsafe.ARRAY_BOOLEAN_BASE_OFFSET=16
2. Unsafe.ARRAY_BOOLEAN_INDEX_SCALE=1
3. Unsafe.ARRAY_BYTE_BASE_OFFSET=16
4. Unsafe.ARRAY_BYTE_INDEX_SCALE=1
5. Unsafe.ARRAY_SHORT_BASE_OFFSET=16
6. Unsafe.ARRAY_SHORT_INDEX_SCALE=2
7. Unsafe.ARRAY_CHAR_BASE_OFFSET=16
8. Unsafe.ARRAY_CHAR_INDEX_SCALE=2
9. Unsafe.ARRAY_INT_BASE_OFFSET=16
10. Unsafe.ARRAY_INT_INDEX_SCALE=4
11. Unsafe.ARRAY_LONG_BASE_OFFSET=16
12. Unsafe.ARRAY_LONG_INDEX_SCALE=8
13. Unsafe.ARRAY_FLOAT_BASE_OFFSET=16
14. Unsafe.ARRAY_FLOAT_INDEX_SCALE=4
15. Unsafe.ARRAY_DOUBLE_BASE_OFFSET=16
16. Unsafe.ARRAY_DOUBLE_INDEX_SCALE=8
17. Unsafe.ARRAY_OBJECT_BASE_OFFSET=16
18. Unsafe.ARRAY_OBJECT_INDEX_SCALE=4
19. ------------------------------
20. before put array[2]=33
21. after put array[2]=100
22. after put array[2]=100
23. -------------------
24. static...
25. before put cats[2]=Cat{name='cat3', speed=3}
26. after put cats[2]=Cat{name='newcat', speed=10000}
27. after put cats[2]=Cat{name='newcat', speed=10000}
28. -------------------

复制代码

Tips:

如果操作的元素位置没有在数组范围内的话，put和get操作不会异常，都会成功，因为这是内存操作，使用的是基础地址+偏移量，但是并没有改变原始数组的大小，put后可以获取相应位置的内存数据，在没有put前调用get则获取的是数据类型的默认值。

CAS

比较并交换（Compare And Swap），在jvm里是一个原子操作，先获取内存的值，然后判断内存值和预期值是否相同，相同则更新为新值表示操作成功，不同则直接返回false，表明操作失败。java里的JUC包下很多队列或者锁都采用了这种实现方式。

1. //每次都从主内存获取var1对象var2偏移量的long值
2. public native long getLongVolatile(Object var1, long var2);
3. //将var4值放入指定var1对象的var2偏移量位置，直接刷新到主内存
4. public native void putLongVolatile(Object var1, long var2, long var4);
5. // 比较并替换原值为新值，操作成功返回true否则false，var1是指定对象，var2是偏移量地址，var4是预期的原值，var5是要更新的新值
6. public final native boolean compareAndSwapLong(Object var1, long var2, long var4, long var6);
7. // 自旋获取原值并增加数值，var1是指定对象，var2是偏移量地址，var4是要增加的值
8. public final int getAndAddLong(Object var1, long var2, long var4) {
9.     int var5;
10.     do {
11.         var5 = this.getLongVolatile(var1, var2);
12.     } while(!this.compareAndSwapLong(var1, var2, var5, var5 + var4));
14.     return var5;
15. }
16. // 自旋获取原值并设置新值，var1是指定对象，var2是偏移量地址，var4是要设置的新值
17. public final int getAndSetLong(Object var1, long var2, long var4) {
18.     int var5;
19.     do {
20.         var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
21.     } while(!this.compareAndSwapLong(var1, var2, var5, var4));
23.     return var5;
24. }
25. // 还有Object相关的cas操作这里没有列出

复制代码

举几个栗子

1. public void test3() throws Exception {
2.     Cat cat = new Cat("Kitty", 1000);
3.     long speedOffset = unsafe.objectFieldOffset(Cat.class.getDeclaredField("speed"));
4.     System.out.println("before putLongVolatile,getLongVolatile=" + unsafe.getLongVolatile(cat, speedOffset));
5.     // 设置speed的值为2000
6.     unsafe.putLongVolatile(cat, speedOffset, 2000);
7.     System.out.println("after putLongVolatile,getLongVolatile=" + unsafe.getLongVolatile(cat, speedOffset));
8.     // 到这里speed的值是2000，但是compareAndSwapLong里预期的值是3000，所以cas失败，返回false
9.     System.out.println("compareAndSwapLong result:" + unsafe.compareAndSwapLong(cat, speedOffset, 3000, 4000));
10.     // 到这里speed的值是2000，但是compareAndSwapLong里预期的值是2000，cas更新成功，返回true
11.     System.out.println("compareAndSwapLong result:" + unsafe.compareAndSwapLong(cat, speedOffset, 2000, 4000));
12.     // cas后speed的值就是4000了
13.     System.out.println("after compareAndSwapLong,getLongVolatile=" + unsafe.getLongVolatile(cat, speedOffset));
14.     // getAndAddLong会返回原值4000，新值=原值+10
15.     System.out.println("getAndAddLong:" + unsafe.getAndAddLong(cat, speedOffset, 10));
16.     // getAndAddLong后speed新值是4010
17.     System.out.println("after getAndAddLong,getLongVolatile=" + unsafe.getLongVolatile(cat, speedOffset));
18.     // getAndSetLong会返回原值4010，新值=要设置的新值1000
19.     System.out.println("getAndSetLong:" + unsafe.getAndSetLong(cat, speedOffset, 1000));
20.     // getAndSetLong后speed新值是1000
21.     System.out.println("after getAndSetLong,getLongVolatile=" + unsafe.getLongVolatile(cat, speedOffset));
22. }

复制代码

输出结果：

1. static...
2. before putLongVolatile,getLongVolatile=1000
3. after putLongVolatile,getLongVolatile=2000
4. compareAndSwapLong result:false
5. compareAndSwapLong result:true
6. after compareAndSwapLong,getLongVolatile=4000
7. getAndAddLong:4000
8. after getAndAddLong,getLongVolatile=4010
9. getAndSetLong:4010
10. after getAndSetLong,getLongVolatile=1000

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线程调度及同步

1. // 释放线程让其继续执行，多次调用只会生效一次，可以在park前调用
2. public native void unpark(Object thread);
3. // 阻塞线程，isAbsolute为true：表示绝对时间，time的单位是毫秒ms，false：表示相对时间，time的单位是纳秒级的时间
4. public native void park(boolean isAbsolute, long time);
5. //以下3个方法均标注过期了，建议使用其他同步方法
6. // 获取var1的对象锁，没获取到则阻塞等待
7. public native void monitorEnter(Object var1);
8. // 尝试获取var1的对象锁，不阻塞，获取到则返回true，没获取到返回false
9. public native boolean tryMonitorEnter(Object var1);
10. // 释放var1对象锁
11. public native void monitorExit(Object var1);

复制代码

我们先看看monitor同步相关的测试：

1. public void test4() {
2.     Object obj = new Object();
3.     Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
4.         @Override
5.         public void run() {
6.             try {
7.                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " isrunning...");
8.                 unsafe.monitorEnter(obj);
9.                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " got monitorEnter...");
10.                 Thread.sleep(3000);
11.                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " business over...");
12.             } catch (Exception e) {
13.                 e.printStackTrace();
14.             } finally {
15.                 unsafe.monitorExit(obj);
16.                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " monitorExit...");
17.             }
18.         }
19.     });
20.     Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
21.         @Override
22.         public void run() {
23.             try {
24.                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " isrunning...");
25.                 unsafe.monitorEnter(obj);
26.                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " got monitorEnter...");
27.                 Thread.sleep(2000);
28.                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " business over...");
29.             } catch (Exception e) {
30.                 e.printStackTrace();
31.             } finally {
32.                 unsafe.monitorExit(obj);
33.                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " monitorExit...");
34.             }
35.         }
36.     });
37.     Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
38.         @Override
39.         public void run() {
40.             boolean flag = false;
41.             try {
42.                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " isrunning...");
43.                 flag = unsafe.tryMonitorEnter(obj);
44.                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " tryMonitorEnter:" + flag);
45.             } catch (Exception e) {
46.                 e.printStackTrace();
47.             } finally {
48.                 if (flag) {
49.                     unsafe.monitorExit(obj);
50.                     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " monitorExit...");
51.                 }
52.             }
53.             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " over...");
54.         }
55.     });
56.     t1.start();
57.     t2.start();
58.     t3.start();
59. }

复制代码

可能的一种输出如下（线程是根据系统分配资源调度的，输出先后顺序会有多种），下面的这个输出我们可以看到先输出3个线程都启动了，Thread-2尝试获取锁失败就结束了，然后Thread-0竞争到了对象锁，等Thread-0线程运行完毕释放了锁，Thread-1才会获取到锁继续执行直到结束释放锁。
Tips：

monitor相关的方法已经加了@deprecated注解，官方已经不再建议使用，可以换成其他锁或者同步方式

1. Thread-0 isrunning...
2. Thread-2 isrunning...
3. Thread-2 tryMonitorEnter:false
4. Thread-2 over...
5. Thread-1 isrunning...
6. Thread-0 got monitorEnter...
7. Thread-0 business over...
8. Thread-0 monitorExit...
9. Thread-1 got monitorEnter...
10. Thread-1 business over...
11. Thread-1 monitorExit...

复制代码

我们在来看看park、unpark相关的使用

1. public void test5() throws Exception {
2.     DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
3.     System.out
4.         .println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName() + " is running...");
5.     // 这里让当前线程阻塞6s，注意：如果park第一个参数是true的话，表示绝对时间,这个时间是毫秒级的，也就是系统时间，系统到这个绝对时间后才唤醒执行
6.     unsafe.park(true, System.currentTimeMillis() + TimeUnit.SECONDS.toMillis(6));
7.     System.out
8.         .println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName() + " continue...");
9.     // 这里让当前线程阻塞3s，注意：如果park第一个参数是false的话，这个是纳秒级别的时间，表示相对当前时间3s后继续唤醒执行
10.     unsafe.park(false, TimeUnit.SECONDS.toNanos(3));
11.     System.out
12.         .println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName() + " continue...");
13.     // 如果park的第一个参数是false，第二个值是0，则会一直等待，直到其他线程调用了unpark这个线程才会结束阻塞
14.     // 一般像这种无限期等待的调了多少次park(false, 0)就要对于调同样次数的unpark才会完全解除阻塞
15.     unsafe.park(false, 0);
16. }

复制代码

输出：

1. 2020-05-11 08:01:04 main is running...
2. 2020-05-11 08:01:10 main continue...
3. 2020-05-11 08:01:13 main continue...

复制代码

再看一个案例：

1. public void test6() throws Exception {
2.     DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
3.     Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
4.         @Override
5.         public void run() {
6.             try {
7.                 System.out.println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName()
8.                     + " is running...");
9.                 // 这里让当前线程阻塞600s也就是10分钟，注意：如果park第一个参数是true的话，表示绝对时间,这个时间是毫秒级的，也就是系统时间，系统到这个绝对时间后才唤醒执行
10.                 unsafe.park(true, System.currentTimeMillis() + TimeUnit.SECONDS.toMillis(600));
11.                 System.out.println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName()
12.                     + " continue...");
13.             } catch (Exception e) {
14.                 e.printStackTrace();
15.             }
16.         }
17.     });
18.     Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
19.         @Override
20.         public void run() {
21.             try {
22.                 System.out.println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName()
23.                     + " is running...");
24.                 // 这里让当前线程阻塞600s也就是10分钟，注意：如果park第一个参数是true的话，表示绝对时间,这个时间是毫秒级的，也就是系统时间，系统到这个绝对时间后才唤醒执行
25.                 unsafe.park(true, System.currentTimeMillis() + TimeUnit.SECONDS.toMillis(600));
26.                 // unsafe.park(true, System.currentTimeMillis() + TimeUnit.SECONDS.toMillis(600));
27.                 System.out.println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName()
28.                     + " continue...");
29.             } catch (Exception e) {
30.                 e.printStackTrace();
31.             }
32.         }
33.     });
34.     t1.start();
35.     t2.start();
36.     // 主线程休眠2秒
37.     Thread.sleep(2000);
38.     System.out
39.         .println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName() + " is running...");
40.     // 这里调了unpark方法，参数就是t1线程，unsafe.unpark唤醒了t1线程，使得t1线程不用等到10分钟立马就可以执行
41.     unsafe.unpark(t1);
42.     // 下面连续调用了两次unpark t2线程，但是结果只释放了一次令牌，如果把t2线程的unsafe.park注释去掉，那么t2线程会一直等到park的时间到后被唤醒执行，
43.     unsafe.unpark(t2);
44.     unsafe.unpark(t2);
45.     System.out.println(LocalDateTime.now().format(formatter) + " " + Thread.currentThread().getName() + " over...");
46. }

复制代码

输出如下：

1. 2020-05-11 08:05:26 Thread-1 is running...
2. 2020-05-11 08:05:26 Thread-0 is running...
3. 2020-05-11 08:05:28 main is running...
4. 2020-05-11 08:05:28 main over...
5. 2020-05-11 08:05:28 Thread-1 continue...
6. 2020-05-11 08:05:28 Thread-0 continue...

复制代码

unsafe的park和unpark在JUC并发包下使用的特别多，后续再介绍吧

内存屏障

这个我没有深入的了解，网上找了些资料看了看，没有具体的实践过，大家可以了解下。

1. loadFence：保证在这个屏障之前的所有读操作都已经完成。
2. storeFence：保证在这个屏障之前的所有写操作都已经完成。
3. fullFence：保证在这个屏障之前的所有读写操作都已经完成。

复制代码

其他

类加载，类实例化相关的一些方法，还有其他的方法，这里不再一一说明，虽然不常用，但是了解其运行原理，或者去研究一下jvm的源码对自己都是一种提升。
再见

好了，就胡扯到这里吧，文章里的都是个人理解和实践，难免会有理解错误和实践错误的，请各位看官多多指正。

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