本文转载自微信公众号《桐人的技术分享》，作者kiritomoe。转载本文请联系桐人的技术分享公众号。前言记得刚学Java的时候，刚学完语法基础，就接触到了反射这个Java提供的特性。虽然看起来这是一个很基础的知识点，但当时无疑是激动人心的，感觉瞬间就out了。“Java初学者”团队。随着工作经验的积累，我也逐??渐学到了很多让自己兴奋的类似知识点。Unsafe的使用无疑是其中之一。sun.misc.Unsafe是JDK原生提供的一个工具类，里面包含了Java语言中很多很酷的操作，比如内存分配和回收，CAS操作，类实例化，内存屏障等等。就像它的名字一样，因为它可以直接操作内存，执行低级系统调用，它提供的操作也比较危险。Unsafe对于扩展Java语言的表达能力，促进原本在较低层（C层）实现的核心库功能在较高层（Java层）代码中的实现起到了很大的作用。从JDK9开始，Java模块化设计的局限性使得非标准库模块无法访问sun.misc.Unsafe。但是在JDK8中，我们还是可以直接操作Unsafe的，如果不学习，后面可能就没有机会了。使用UnsafeUnsafe并不是设计为一般开发者调用的，所以我们不能通过new或者工厂方法来实例化Unsafe对象，通常通过反射获取Unsafe实例：=Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");field.setAccessible(true);return(Unsafe)field.get(null);}catch(Exceptione){thrownewRuntimeException(e);}}拿到之后就可以使用了这个全局单例对象可以为所欲为。功能概览图片来自网络，直接借用。上图包含了Unsafe的很多功能，还是比较全面的。如果全部介绍，文章篇幅就太长了，形式难免是流水帐。打算结合自己的一些项目经验和一些比赛经验，从实际的角度讲讲Unsafe的一些使用技巧。内存分配和访问借助Unsafe，Java实际上可以像C++一样直接操作内存。先来看一个ByteBuffer的例子，我们会开辟一个16字节的内存空间，依次写入和读取4个int类型的数据。publicstaticvoidtestByteBuffer(){ByteBufferdirectBuffer=ByteBuffer.allocateDirect(16);directBuffer.putInt(1);directBuffer.putInt(2);directBuffer.putInt(3);directBuffer.putInt(4);directBuffer.flip();System.出}熟悉nio操作的同学对上面的例子应该不会陌生，这是一种非常基础和标准的内存使用方式。Unsafe如何达到相同的效果？publicstaticvoidtestUnsafe0(){Unsafeunsafe=Util.unsafe;longaddress=unsafe.allocateMemory(16);unsafe.putInt(address,1);unsafe.putInt(address+4,2);unsafe.putInt(address+8,3);unsafe.putInt(地址+12,4);System.out.println(unsafe.getInt(地址));System.out.println(unsafe.getInt(地址+4));System.out.println(unsafe.getInt(address+8));System.out.println(unsafe.getInt(address+12));}两种代码的输出结果是一致的：下面的1234是针对Unsafe使用的API介绍的一个一：publicnativelongallocateMemory(longvar1)；该native方法分配堆外内存，返回的long类型值为内存首地址，可作为其他UnsafeAPI的入参。如果你看过DirectByteBuffer的源码，你会发现它内部其实是被Unsafe封装的。说到DirectByteBuffer，这里额外提一下，ByteBuffer.allocateDirect分配的堆外内存会受到-XX:MaxDirectMemorySize的限制，而Unsafe分配的堆外内存不会受到限制。当然，它不会被-Xmx限制。如果你正在参加一些比赛，受到启发，你可以把“我明白了”放在公共屏幕上。看到另外两个APIputInt和getInt，你应该意识到肯定还有其他字节操作的API，比如putByte/putShort/putLong，当然put和get也是成??对出现的。该系列API也有一些需要注意的地方。建议成对使用，否则可能会因为字节序问题导致解析失败。你可以看到下面的例子：.unsafe.putInt(directBufferAddress,1);System.out.println("Unsafe.getInt()=="+Util.unsafe.getInt(directBufferAddress));directBuffer.position(0);directBuffer.limit(4);System.out.println("ByteBuffer.getInt()=="+directBuffer.getInt());directBuffer.position(0);directBuffer.limit(4);System.out.println("ByteBuffer.getInt()reverseBytes=="+Integer.reverseBytes(directBuffer.getInt()));}输出如下：Unsafe.putInt(1)Unsafe.getInt()==1ByteBuffer.getInt()==16777216ByteBuffer.getInt()reverseBytes==1可以发现当我们对putInt使用Unsafe，然后对getInt使用ByteBuffer时，结果会不符合预期，需要改变结果的字节顺序才能恢复。这其实是因为ByteBuffer内部判断了当前操作系统的字节顺序。对于int等多字节数据类型，我的测试机采用big-endian存储方式，而Unsafe默认采用small-short顺序存储。如果您有疑问，建议同时使用写入和读取API以避免字节序问题。不知道字节序的同学可以参考我的另一篇文章：《“字节序”是个什么鬼》。内存复制内存复制在实际应用场景中仍然是一个非常普遍的需求。比如我在上一篇文章中刚刚介绍过，当堆内的内存写入磁盘时，需要先将其复制到堆外的内存中。比如我们在做内存聚合的时候，需要对一些数据进行缓冲，这也涉及到内存拷贝。当然也可以使用ByteBuffer或者set/get来操作，但是肯定没有native方法效率高。Unsafe提供了内存拷贝的native方法，可以实现堆内到堆内、堆外到堆外、堆外和堆内之间的拷贝。简而言之，您可以在任何地方复制。publicnativevoidcopyMemory（Objectsrc，longoffset，Objectdst，longdstOffset，longsize）；对于堆内存，我们可以直接将对象数组首地址传入src，并指定offset为对应数组类型的偏移量，可以通过arrayBaseOffset方法获取堆内内存存储对象的偏移量publicnativeintarrayBaseOffset(Classvar1);比如获取byte[]的固定偏移量，可以这样做：unsafe.arrayBaseOffset(byte[].class)对于堆外内存，会更直观，dst设置为null，设置dstOffset到Unsafe获得的内存地址。将堆上内存复制到堆外内存的示例代码：publicstaticvoidunsafeCopyMemory(){ByteBufferheapBuffer=ByteBuffer.allocate(4);ByteBufferdirectBuffer=ByteBuffer.allocateDirect(4);heapBuffer.putInt(1234);longaddress=((DirectBuffer)directBuffer).address();Util.unsafe.copyMemory(heapBuffer.array(),16,null,address,4);directBuffer.position(0);directBuffer.limit(4);System.out.println(directBuffer.getInt());}在实际应用中，大多数ByteBuffer相关的源码在内存拷贝时都会使用copyMemory方法。对象的非常规实例化在JDK9模块化之前，如果不想将某些类开放给其他用户使用，或者避免被随意实例化（单例模式），通常有两种常见的做法Case1：privateconstructorpublicclassPrivateConstructorFoo{privatePrivateConstructorFoo(){System.out.println("constructormethodisinvoked");}publicvoidhello(){System.out.println("helloworld");}}如果要实例化对象，首先想到的是通过反射创建publicstaticvoidreflectConstruction(){PrivateConstructorFooprivateConstructorFoo=PrivateConstructorFoo.class.newInstance();privateConstructorFoo.hello();}不出所料，我们得到一个异常java.lang.IllegalAccessException:Classio.openmessaging.Maincannotaccessamemberofclassmoe.cnkirito.PrivateConstructorFoowithmodiers稍微调整一下，调用构造函数创建一个实例publicstaticvoidreflectConstruction2(){Constructor
