Unsafe 在 Java 標準庫和框架中被大量使用，本文主要介紹如何使用 sun.misc.Unsafe 包實現 CAS 操作。

Example

public class UnsafeExample {

    private volatile int foo;

    private static final Unsafe U;
    private static final long FOO;

    static {
        try {
            // 類載入器限制 無法直接使用
            // U = Unsafe.getUnsafe();

            // 通過反射
            U = getUnsafeByReflection();
            Class<?> clazz = UnsafeExample.class;
            FOO = U.objectFieldOffset(clazz.getDeclaredField("foo"));
        } catch (Exception e) {
            throw new Error(e);
        }
    }

    private static Unsafe getUnsafeByReflection() {
        try {
            Class<?> unsafeClazz = Class.forName("sun.misc.Unsafe");
            Field f = unsafeClazz.getDeclaredField("theUnsafe");
            f.setAccessible(true);
            return (Unsafe) f.get(null);
        } catch (ClassNotFoundException | NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    private void casUpdate(int x) {
        while (true) {
            final int snapsnot = this.foo;
            if (U.compareAndSwapInt(this, FOO, snapsnot, x)) break;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        UnsafeExample example = new UnsafeExample();
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                example.casUpdate(i);
                System.out.println(example.foo);
            }
        }).start();
        new Thread(() -> {
            for (int i = 100; i < 200; i++) {
                example.casUpdate(i);
                System.out.println(example.foo);
            }
        }).start();
    }

}
 

小結

Unsafe 在 ConcurrentHashMap 使用較多，上方 example 主要借鑑了 ConcurrentHashMap 操作 Unsafe 的方式。

需要注意的是 Unsafe.getUnsafe() 會檢查當前類載入器是否合法，在設定上 Unsafe 僅適用於標準庫等場景，本文通過反射的方式獲取 Unsafe 物件。

直接使用Unsafe.compareAndSwapInt等方法細節上不同於 AtomicInteger ，需要自行新增自旋邏輯。本質上 AtomicInteger 等類也是藉助 Unsafe 類方法完成 CAS 操作的。下方為 AtomicInteger 相關原始碼：

    public final int getAndAddInt(Object o, long offset, int delta) {
        int v;
        do {
            v = getIntVolatile(o, offset);
        } while (!compareAndSwapInt(o, offset, v, v + delta));
        return v;
    }