UnSafe的CAS操作

Java本是一種類型安全的語言，但sun.misc.unsafe卻提供了一種不安全和“違規”的做法UnSafe類，UnSafe類的能實現很多神奇的功能，但掌握它卻是非常的難，所以不要輕易使用。

CAS操作便是其提供的一個native的方法，Java種很多機制，如volatile變量，原子類等，都是利用其來實現的。下面通過一個例子來看看它是怎麼使用的。

import java.lang.reflect.Field;
import sun.misc.Unsafe;


public class UnsafeTest {

    private static Unsafe unsafe;

    static {
        try {
            //通過反射獲取rt.jar下的Unsafe類
            Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
            field.setAccessible(true);
            unsafe = (Unsafe) field.get(null);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("Get Unsafe instance occur error"+ e);
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        Class clazz = Target.class;
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        System.out.println("fieldName:fieldOffset");
        for (Field f : fields) {
            // 獲取屬性偏移量，可以通過這個偏移量給屬性設置
            System.out.println(f.getName() + ":" + unsafe.objectFieldOffset(f));
        }
        Target target = new Target();
        Field intFiled  =  clazz.getDeclaredField("intParam")  ;
        int a=(Integer)intFiled.get(target ) ;
        System.out.println("原始值是:"+a);
        //intParam的字段偏移是12 原始值是3 我們要改爲10
        System.out.println(unsafe.compareAndSwapInt(target, 12, 3, 10));
        int b=(Integer)intFiled.get(target) ;
        System.out.println("改變之後的值是:"+b);

        //這個時候已經改爲10了,所以會返回false
        System.out.println(unsafe.compareAndSwapInt(target, 12, 3, 10));
        System.out.println(unsafe.compareAndSwapObject(target, 24, null, "5"));
        System.out.println(target.strParam);
    }
}

 class Target {
     int intParam=3;
     long longParam;
     String strParam;
     String strParam2;
}

通過對Unsafe類進行反編譯，發現compareAndSwapXXX的函數原型如下：

public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);

var1：被作用的目標對象。

var2：被改的變量在var1中的偏移量

var3：變量var2的預測值

var4：變量var2如果等於預測值var3，則將其賦值爲var4,並返回true，否則返回false

總結：利用Unsafe的cas操作可以實現許多無鎖（Lock Free）操作和無鎖算法，比如ConcurrentLinkedQueue中的非阻塞添加和移除算法等。.

Ref：http://huangyunbin.iteye.com/blog/1942369