本篇文章給大家分享的是有關(guān)Java直接內(nèi)存訪問的技巧有哪些，小編覺得挺實用的，因此分享給大家學(xué)習(xí)，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。

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Java直接內(nèi)存訪問的技巧

Java被設(shè)計成一個安全，可管理的環(huán)境，然而 Java HotSpot有一個后門，提供了對低級別的，對直接內(nèi)存和線程的操作。這個后門是—-sun.misc.Unsafe。這個類在JDK中有廣泛的應(yīng)用，例如，java.nio和java.util.concurrent。很難想象在日常開發(fā)中使用這些危險的，不可移植和未經(jīng)校驗的API。然而,Unsafe提供一種簡單的方法來觀察HotSpot JVM內(nèi)部的一些技巧。

獲取Unsafe

sun.misc.Unsafe這個類的訪問是受限的，它的構(gòu)造方法是私有的，相應(yīng)的工廠方法要求必須被Bootloader載入才能使用，也就是說，只有JDK內(nèi)部分才能使用這個工廠方法來構(gòu)造Unsafe對象。

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public final class Unsafe {     ...     private Unsafe() {}     private static final Unsafe theUnsafe = new Unsafe();     ...     public static Unsafe getUnsafe() {        Class cc = sun.reflect.Reflection.getCallerClass(2);        if (cc.getClassLoader() != null)            throw new SecurityException("Unsafe");        return theUnsafe;     }     ... }

幸運地是，有一個theUnsafe屬性可以被利用來檢索Unsafe實例，我們可以見到的寫一個反射方法，來獲取Unsafe實例：

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public static Unsafe getUnsafe() { try { Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe"); f.setAccessible(true); return (Unsafe)f.get(null); } catch (Exception e) { /* ... */ } }

下面將學(xué)習(xí)一些Unsafe的方法。

1.long getAddress(long address) 和void putAddress(long address, long x) 
對直接內(nèi)存進(jìn)行讀寫。

2.int getInt(Object o, long offset) , void putInt(Object o, long offset, int x)

另一個類似的方法對直接內(nèi)存進(jìn)行讀寫，將C語言的結(jié)構(gòu)體和Java對象進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

3.long allocateMemory(long bytes)

這個可以看做是C語言的malloc()函數(shù)的一種包裝。

sizeof()函數(shù)

Java對象的結(jié)構(gòu)如下圖所示：

第一個技巧，是模擬C語言的sizefo()函數(shù)，這個函數(shù)返回對象的字節(jié)大小。我們可以用如下的代碼實現(xiàn)sizeof()函數(shù)：

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public static long sizeOf(Object object) {    Unsafe unsafe = getUnsafe();    return unsafe.getAddress( normalize( unsafe.getInt(object, 4L) ) + 12L ); }   public static long normalize(int value) {    if(value >= 0) return value;    return (~0L >>> 32) & value; }

我們需要使用normalize()函數(shù)，因為如果內(nèi)存地址如果在2^31和2^32之間，將會自動的覆蓋鄰近的整型，也就是說用補(bǔ)碼的方式進(jìn)行存儲。讓我們在32位JVM（JDK6或者7）中進(jìn)行測試：

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// 執(zhí)行sizeOf(new MyStructure())得到如下的結(jié)果:   class MyStructure { } // 8: 4 (起始標(biāo)記) + 4 (指向類的指針) class MyStructure { int x; } // 16: 4 (起始標(biāo)記) + 4 (指向類的指針) + 4 (int) + 4 填充字節(jié)用來對齊64位塊 class MyStructure { int x; int y; } // 16: 4 (起始標(biāo)記) + 4 (指向類的指針) + 2*4

直接內(nèi)存管理

Unsafe允許通過allcateMemory和freeMemory方法對內(nèi)存進(jìn)行顯示的分配和回收，直接分配的內(nèi)存不在GC的控制內(nèi)，并且不受限于JVM堆的大小。通常，通過NIO的脫離堆約束的緩沖，這些方法是安全有效的，但是有趣的是這讓標(biāo)準(zhǔn)的Java引用映射非堆內(nèi)存變成了可能：

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MyStructure structure = new MyStructure(); // create a test object structure.x = 777;   long size = sizeOf(structure); long offheapPointer = getUnsafe().allocateMemory(size); getUnsafe().copyMemory(                 structure,      // source object                 0,              // source offset is zero - copy an entire object                 null,           // destination is specified by absolute address, so destination object is null                 offheapPointer, // destination address                 size ); // test object was copied to off-heap   Pointer p = new Pointer(); // Pointer is just a handler that stores address of some object long pointerOffset = getUnsafe().objectFieldOffset(Pointer.class.getDeclaredField("pointer")); getUnsafe().putLong(p, pointerOffset, offheapPointer); // set pointer to off-heap copy of the test object   structure.x = 222; // rewrite x value in the original object System.out.println(  ((MyStructure)p.pointer).x  ); // prints 777   ....   class Pointer {     Object pointer; }

所以，事實上是可以對真實對象進(jìn)行內(nèi)存分配和回收的，不單單只是NIO中的字節(jié)緩沖。當(dāng)然，有一個比較大的問題是，GC將會在這樣的內(nèi)存欺騙之后發(fā)生。

繼承自Final類和void*

想象一下有一個以String為參數(shù)的方法，但它需要經(jīng)行外部的重載。具體代碼如下：

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Carrier carrier = new Carrier(); carrier.secret = 777;   String message = (String)(Object)carrier; // ClassCastException handler( message );   ...   void handler(String message) {    System.out.println( ((Carrier)(Object)message).secret ); }   ...   class Carrier {    int secret; }

為了讓這段代碼能工作，首先需要更改Carrier類去偽裝成String的子類。superclasses列表被存儲在Carrier類結(jié)構(gòu)體28的位置，如上文圖中所示。原則上，添加如下的代碼可以讓Carrer轉(zhuǎn)化成String：

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long carrierClassAddress = normalize( unsafe.getInt(carrier, 4L) ); long stringClassAddress = normalize( unsafe.getInt("", 4L) ); unsafe.putAddress(carrierClassAddress + 32, stringClassAddress); // insert pointer to String class to the list of Carrier's superclasses

這樣，類型轉(zhuǎn)化可以正常工作。然而，這樣的轉(zhuǎn)換方式是不切當(dāng)并且違反虛擬機(jī)規(guī)范的。更詳細(xì)的方法將包含如下的步驟：

1.在Carrier類中32的位置實際上包含了一個指向Carrier類自己的指針，所以這個指針將被轉(zhuǎn)移到36的位置上，不僅僅是被指針重寫到String類。

2.當(dāng)Carrier繼承自String的時候，String類的final標(biāo)記將被移掉。

sun.misc.Unsafe提供了幾乎是不受限制的監(jiān)控和修改虛擬機(jī)運行時數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的能力。盡管這些能力幾乎是和Java開發(fā)本身不相干的，但是對于想要學(xué)習(xí)HotSpot虛擬機(jī)但是沒有C++代碼調(diào)試，或者需要去創(chuàng)建特別的分析工具的人來說，Unsafe是一個偉大的工具。

以上就是Java直接內(nèi)存訪問的技巧有哪些，小編相信有部分知識點可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿姷交蛴玫降摹ＯＭ隳芡ㄟ^這篇文章學(xué)到更多知識。更多詳情敬請關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。

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