Unsafe - java堆对象的常用操作解析

java不能直接访问操作系统底层，而是通过本地方法来访问。Unsafe类提供了硬件级别的原子操作，以及堪比C语言的操作内存的方便性。但是在生产环境下不建议使用，本文主要是通过Unsafe工具来更深刻的理解Java源码的实现原理。

这篇博文主要讲通过双寄存器模式操作java堆对象上变量域的方法

getUnsafe()单例模式获取Unsafe对象

用户代码调用此方法将抛出安全异常，但是可以通过反射获取

CAS操作系列

CAS操作提供了硬件级别操作内存读写和锁的语义，在多处理器系统中，通过硬件指令组合：Lock + cmpxchg 来实现对一组先读后写的内存操作的原子性（不被其他线程中断），同时具有volatile变量读写的内存语义。lock指令用来刷新主内存，cmpxchg 指令进行接下来的读写，这两条指令保证了CAS操作的原子性和值更新的可见性，但是不保证接下来的对普通变量的访问能读到最新的值，所以一般CAS搭配volatile变量一起使用，从而始终都能保证读到最新的值，而不是仅仅CAS更新的时候。
所以通常情况下 CAS + volatile 搭配使用

volatile变量读写语义的操作系列

对对象的普通域进行具有volatile读/写的语义的操作

volatile写语义的延迟操作系列

需要注意的是：此方法组的含义使用来操作volatile变量域，实现了延迟操作的功能呢，即方法操作的变量域只有下次被以volatile读写的形式被访问之前，putOrderedxxx方法系列才会刷新缓存，这将使得volatile变量快速的写操作被允许，将volatile写性能消耗延迟到下一次volatile变量的读/写前发生。在下一次volatile读写前，当前操作的结果不保证线程间可见性。（描述错误，应该能保证可见性，见上面分析）

普通变量域的读写语义操作

此方法组不具备volatile读写的内存语义，也不具备volatile延迟写的内存语义。即使操作的域变量被volatile修饰，也不会立即刷新到主内存，更不会延迟刷新。不保证内存的可见性。

需要注意：volatile变量域与Unsafe的对象域读写之间的关系

不管变量域是否被volatile修饰，在内存中存储对象时都是不知道的，而Unsafe工具是在运行时操作内存对象的，所以要通过需要的内存语义来选择Unsafe工具方法。