1.概述

2.源码分析

2.1 Class相关

2.2 Object相关

文章前半部分暂时大多数从此链接粘贴过来，仅学习使用，但在后续学习过程中再对每一部分再做详细补充，原链接：https://www.jb51.net/article/140726.htm

1.概述

Unsafe类是在sun.misc包下，不属于Java标准。但是很多Java的基础类库，包括一些被广泛使用的高性能开发库都是基于Unsafe类开发的，比如Netty、Hadoop、Kafka等。
使用Unsafe可用来直接访问系统内存资源并进行自主管理，Unsafe类在提升Java运行效率，增强Java语言底层操作能力方面起了很大的作用。
Unsafe可认为是Java中留下的后门，提供了一些低层次操作，如直接内存访问、线程调度等。
Unsafe里面的方法都是native方法，通过使用JNI的方式来访问本地C++实现库。
官方并不建议使用Unsafe。

2.源码分析

Unsafe的大部分API都是native的方法，主要包括以下几类：

1）Class相关。主要提供Class和它的静态字段的操作方法。
2）Object相关。主要提供Object和它的字段的操作方法。
3）Arrray相关。主要提供数组及其中元素的操作方法。
4）并发相关。主要提供低级别同步原语，如CAS、线程调度、volatile、内存屏障等。
5）Memory相关。提供了直接内存访问方法（绕过Java堆直接操作本地内存），可做到像C一样自由利用系统内存资源。
6）系统相关。主要返回某些低级别的内存信息，如地址大小、内存页大小。

2.1 Class相关

//判断是否需要初始化一个类
public native boolean shouldBeInitialized(Class<?> c);
//确保类被初始化
public native void ensureClassInitialized(Class<?> c);
//定义一个类，可用于动态创建类
public native Class<?> defineClass(String name, byte[] b, int off, int len,
     ClassLoader loader,
     ProtectionDomain protectionDomain);
//定义一个匿名类，可用于动态创建类
public native Class<?> defineAnonymousClass(Class<?> hostClass, byte[] data, Object[] cpPatches);

2.2 Object相关

Java中的基本类型（boolean、byte、char、short、int、long、float、double）及对象引用类型都有以下方法。

//获得实例对象的字段的偏移地址
public native long objectFieldOffset(Field f); 
//获得给定对象地址偏移量的int值，而offset参数即为上述的objectFiledOffset的返回值
public native int getInt(Object o, long offset);
//设置给定对象地址偏移量的int值
public native void putInt(Object o, long offset, int x);

objectFieldOffset获取到的偏移地址仅仅在该Unsafe函数中访问指定字段时使用

如下代码使用unsafe获取AtomicLong中变量value在AtomicLong对象中的内存偏移，代码如下：

    static {
        try {
            valueOffset = unsafe.objectFieldOffset(AtomicLong.class.getDeclaredField("value"));
        } catch (Exception ex) {
            throw new Error(ex);
        }

    }

//获取静态字段的偏移量，用于在对应的Class对象中读写静态属性
public native long staticFieldOffset(Field f);
//获取静态字段的定义它的类的class对象，这个方法得到的值跟staticFieldOffset方法得到的值可以共同确定字段的在堆中的位置 
public native Object staticFieldBase(Field f);

说明：

以上方法访问的皆是在堆中
我们知道在Java8使用元空间实现了方法区，在直接内存中，但是类的静态变量和常量池在堆中，所以staticFieldBase仍然返回的是堆中的地址，它和statciFieldOffset，一起同样可以通过上述的getInt(Object o, long offset)方法去获得静态字段的值，通过putInt(Object o, long offset, int x)修改静态字段的值

//创建对象，但并不会调用其构造方法。如果类未被初始化，将初始化类。
public native Object allocateInstance(Class<?> cls)
 throws InstantiationException;