一、简介

Unsafe类使Java拥有了像C语言的指针一样操作内存空间的能力，同时也带来了指针的问题。过度的使用Unsafe类会使得出错的几率变大，因此Java官方并不建议使用的。

二、unsafe类各方法介绍

unsafe类大部分是native方法，内容对应jdk源码中的unsafe.cpp文件，主要包含：

1、系统相关

主要返回某些低级别的内存信息。如：

addressSize()返回系统指针大小
pageSize()返回内存页大小

2、对象操作

主要提供Object和它的域操纵方法，如：

allocateInstance(Class)创建一个对象
objectFieldOffset(Field)获取对象某个属性的地址偏移值

3、Class相关

主要提供Class和它的静态域操纵方法，如：

staticFieldOffset(Field)获取给定静态字段的内存地址偏移量
staticFieldBase(Field)获取一个静态类中给定字段的对象指针
defineClass(xxx)定义一个类，此方法会跳过JVM的所有安全检查
defineAnonymousClass(xxx)定义一个匿名类，默认情况下，ClassLoader（类加载器）和ProtectionDomain（保护域）实例来源于调用者
ensureClassInitialized(Class)检测给定的类是否已经初始化。通常在获取一个类的静态属性的时候（因为一个类如果没初始化，它的静态属性也不会初始化）使用。
shouldBeInitialized(Class)判断是否需要初始化一个类，通常在获取一个类的静态属性的时候（因为一个类如果没初始化，它的静态属性也不会初始化）使用。当且仅当ensureClassInitialized方法不生效时返回false。

4、数组相关

数组操纵方法，如：

arrayBaseOffset(Class)返回数组中第一个元素的偏移地址
arrayIndexScale(Class)返回数组中一个元素占用的大小

5、Memory相关

直接内存访问方法（绕过JVM堆直接操纵本地内存），如：

allocateMemory(long)分配一段long长度的内存空间
reallocateMemory(long var1, long var3)重新给var1起始地址的内存分配长度为var3字节的内存,返回新的内存起始地址偏移量
setMemory(XXX)将给定内存块中的所有字节设置为固定值(通常是0)。
copyMemory(XXX)复制内存
freeMemory(long)释放内存
putXXX(XXX)设置给定对象的XXX值（如int值）
getXXX(XXX);获得给定对象的指定偏移量offset的XXX值（如int值）
putXXXVolatile(XXX)设置给定对象的XXX值（如int值），使用volatile语义，即设置后立马更新到内存对其他线程可见
getXXXVolatile(XXX);获得给定对象的指定偏移量offset的XXX值（如int值），使用volatile语义，总能获取到最新的XXX值（如int值）。
putOrderedInt(Object var1, long var2, int var4)（将整数写入指定内存地址、有序或者有延迟的方法）

6、cas操作

compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5)针对Object对象进行CAS操作。比较并交换，更新成功返回true，否则返回false。
compareAndSwapXXX(XXX)其他类型

7、线程调度

park(boolean var1, long var2)线程挂起
unpark(Object var1)线程恢复

8、内存屏障

loadFence()在该方法之前的所有读操作，一定在load屏障之前执行完成。
storeFence()在该方法之前的所有写操作，一定在store屏障之前执行完成
fullFence()在该方法之前的所有读写操作，一定在full屏障之前执行完成，这个内存屏障相当于上面两个(load屏障和store屏障)的合体功能

9、多线程同步

monitorEnter(Object var1)锁定对象，必须通过monitorExit方法才能解锁。此方法经过实验是可以重入的，也就是可以多次调用，然后通过多次调用monitorExit进行解锁。
monitorExit(Object var1)解锁对象，前提是对象必须已经调用monitorEnter进行加锁，否则抛出IllegalMonitorStateException异常
tryMonitorEnter(Object var1)尝试锁定对象，如果加锁成功返回true，否则返回false。必须通过monitorExit方法才能解锁。

10、其他

getLoadAverage(double[] var1, int var2)获取系统的平均负载值
throwException(Throwable ee)绕过检测机制直接抛出异常

三、unsafe类java获取

通过反射

        try {
            Field theUnsafeField = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
            theUnsafeField.setAccessible(true);
            Unsafe unsafe= (Unsafe) theUnsafeField.get(null);
            System.out.println(unsafe);
        } catch (Exception e) {

        }

四、unsafe应用

1、compareAndSwapInt方法的cas操作可以实现高效的无锁结构

2、分配堆外内存，绕开jvm gc管理提高性能。（直接使用java.nio.DirectByteBuffer类即可）

注意：忘记手动回收内存会产生内存泄漏。非法地址访问会导致jvm崩溃。需要分配大的连续空间、实时编程（不能容忍jvm延迟）如 java.nio常用

3、动态加载类，除了Class.forName()之外使用unsafe也能加载类。

4、创建对象时绕开构造方法。使用allocateInstance就能实现

5、内存数据修改。通过计算内存偏移量，再使用putInt方法就可直接修改字段的值

6、计算对象大小。可以通过objectFieldOffset就可以实现类似于c语言的sizeOf()函数功能，加上allocateMemory和copyMemory也能实现对象的浅复制

7、挂起、唤醒线程。park、unpark用的最多

java unsafe魔法类