Download as PDF, PPTX
![53
• get, getVolatile, getAcquire, getOpaque
• set, setVolatile, setRelease, setOpaque
• compareAndSet, compareAndExchangeVolatile
• compareAndExchangeAcquire, compareAndExchangeRelease
• weakCompareAndSet, weakCompareAndSetAcquire,
weakCompareAndSetRelease
• getAndSet, getAndAdd, addAndGet
VarHandle handle = VarHandles.arrayElement(int[].class)
VarHandle viewH = VarHandles.arrayElementViewHandle(
byte[].class, long[].class, true);](https://image.slidesharecdn.com/unsafe-rus-151107160951-lva1-app6891/85/Unsafe-to-be-or-to-be-removed-53-320.jpg)
Uploaded byAlexey Fyodorov
Unsafe: to be or to be removed?
Документ обсуждает объект 'Unsafe' в Java, существующий с версии JDK 1.4, который используется в различных частях Java Development Kit (JDK) для взаимодействия с JVM и выполнения низкоуровневых операций. Также рассматриваются варианты управления доступом к этому объекту, потенциальные проблемы его удаления и планы по замене на альтернативные API в будущих версиях Java. В заключении подчеркивается, что Oracle готова прислушиваться к сообществу разработчиков по вопросу использования и дальнейшего развития 'Unsafe'.
Unsafe: to be or to be removed?
- 1.
- 2. 2 @23derevo Что такоеUnsafe • Очень специальный объект • Существует с JDK 1.4 — уже 15 лет • Нужен в Class Library, чтобы оттуда дергать JVM
- 3. 3 @23derevo Что такоеUnsafe • Очень специальный объект • Существует с JDK 1.4 — уже 15 лет • Нужен в Class Library, чтобы оттуда дергать JVM “A VM/library interface, designed strictly for use within the JDK” Mark Reinhold, Java Platform Architect JVMLS 2015
- 4. 4 @23derevo Используется вразных частях JDK • 1.4 — Reflection, Serialization, NIO • 1.5 — JSR166 (atomics, locks), CORBA, AWT • 6.0 — JSR166 (CopyOnWriteArrayList etc.) • 7 — JSR166 (ForkJoin etc.), BigDecimal, j.l.invoke • 8 — JSR166 (много!), Mac OS X objective C bridge
- 5. 5 @23derevo sun.misc.Unsafe • Лежит в приватном пакете sun.misc -раньше в Sun JDK - потом в OpenJDK - перекочевал в Oracle JDK
- 6. 6 @23derevo А чтона других JDK?
- 7. 7 @23derevo А чтона других JDK?
- 8. public final classUnsafe { static { … Reflection.registerMethodsToFilter( Unsafe.class, "getUnsafe"); … } private Unsafe() {} private static final Unsafe theUnsafe = new Unsafe(); @CallerSensitive public static Unsafe getUnsafe() { Class cc = Reflection.getCallerClass(); if (cc.getClassLoader() != null) throw new SecurityException("Unsafe"); return theUnsafe; }
- 9. Как получить Unsafe publicstatic final Unsafe UNSAFE = getUnsafe(); private static Unsafe getUnsafe() { try { Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe"); f.setAccessible(true); return (Unsafe) f.get(null); } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); } }
- 10. 10 @23derevo И всё??? По умолчанию SecutiryManager в Java выключен!
- 11. 11 @23derevo И всё??? $java -Djava.security.manager java.security.AccessControlException: access denied ("java.lang.RuntimePermission" "accessClassInPackage.sun.misc") По умолчанию Secutiry Manager в Java выключен!
- 12. «Тебя предупреждали» $ javacTest.java Test.java:2: warning: Unsafe is internal proprietary API and may be removed in a future release import sun.misc.Unsafe; ^
- 13. «Да мне пофиг!» $javac Test.java Test.java:2: warning: Unsafe is internal proprietary API and may be removed in a future release import sun.misc.Unsafe; ^ $ javac -XDignore.symbol.file Test.java
- 14.
- 16.
- 17. package java.day.kiev; public classMyUnsafe { public native int getInt(long address); #include <jni.h> JNIEXPORT jint JNICALL Java_snow_misc_MyUnsafe(JNIEnv* env, jobject myUnsafe, jlong address) { return *(jint*)address; }
- 18. Create stack frame Movearguments according to ABI Wrap objects into JNI handles Obtain JNIEnv* and jclass Trace method_entry Lock if synchronized Lazy lookup and linking in_java à in_native thread transition Call the native function Check for safepoint Switch state to in_java Unlock if synchronized Notify method_exit Unwrap result, reset JNI handles block Handle exceptions Remove stack frame Сколько стоит JNI
- 19. Create stack frame Movearguments according to ABI Wrap objects into JNI handles Obtain JNIEnv* and jclass Trace method_entry Lock if synchronized Lazy lookup and linking in_java à in_native thread transition Call the native function Check for safepoint Switch state to in_java Unlock if synchronized Notify method_exit Unwrap result, reset JNI handles block Handle exceptions Remove stack frame Сколько стоит JNI 8 + 8
- 20. 20 @23derevo Intrinsics • Большинство методов —intrisics: - getInt —> mov - compareAndSwapInt —> cmpxchg
- 21. CAS public final nativeboolean compareAndSwapInt( Object o, long offset, int expected, int x); 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; }
- 22. AtomicInteger — i.getAndAdd(5) loop: mov0xc(%r10),%eax mov %eax,%r11d add $0x5,%r11d lock cmpxchg %r11d,0xc(%r10) sete %r11b movzbl %r11b,%r11d test %r11d,%r11d je loop JDK 7u72 -XX:+PrintAssembly
- 23. AtomicInteger — i.getAndAdd(5) loop: mov0xc(%r10),%eax mov %eax,%r11d add $0x5,%r11d lock cmpxchg %r11d,0xc(%r10) sete %r11b movzbl %r11b,%r11d test %r11d,%r11d je loop JDK 7u72 JDK 8u66 lock addl $0x5,0xc(%r10) -XX:+PrintAssembly
- 24. AtomicInteger — i.getAndAdd(5) loop: mov0xc(%r10),%eax mov %eax,%r11d add $0x5,%r11d lock cmpxchg %r11d,0xc(%r10) sete %r11b movzbl %r11b,%r11d test %r11d,%r11d je loop JDK 7u72 JDK 8u66 lock addl $0x5,0xc(%r10) 83 46 15 11 132 105 45 43 1 2 3 4 ops / μs threads -XX:+PrintAssembly
- 25.
- 26.
- 27. 27 @23derevo hashCode (thanksto @AndreiPangin) -XX:hashCode=n (http://habr.ru/post/165683/) • 0 – Park-Miller RNG (по умолчанию) • 1 – f(адрес, глобальное_состояние) • 2 – константа 1 • 3 – последовательный счетчик • 4 – адрес объекта • 5 – Thread-local Xorshift
- 28.
- 29. 29 @23derevo Off-heap Collections •Lists, sets, maps - Large capacity > 2 GB - Predictable GC pauses - No heap fragmentation - Data locality
- 30. Data locality Key ValueKey Value Map.Entry Off-heap layout ab c a b c a b c
- 31. 31 @23derevo I/O andpersistence • Persistent caches and storages - Memory-mapped files (64-bit) - Shared memory • Cooperation with OS - Pointer arithmetic, alignment - mlock, madvise etc.
- 32. 32 @23derevo IPC, Messaging •Concurrent off-heap buffers and queues • High-performance messaging - Disruptor - Aeron: 6M msg/s • Shared data structures - Chronicle Map
- 33.
- 34. 34 @23derevo Тактика действийв случае удаления Unsafe
- 35. 35 @23derevo Тактика действийв случае удаления Unsafe
- 36. 36 @23derevo • Переписать куски кода -JNI - Reflection - NIO - etc. Тактика действий в случае удаления Unsafe
- 37. 37 @23derevo • Переписать куски кода -JNI - Reflection - NIO - Etc. • Как действовать 1. Новый layer: wrapper над Unsafe 2. Заменить на wrapper над public API Тактика действий в случае удаления Unsafe
- 38.
- 39.
- 40.
- 41.
- 42. 42 @23derevo Как такполучилось? $ javac Test.java Test.java:2: warning: Unsafe is internal proprietary API and may be removed in a future release import sun.misc.Unsafe; ^
- 43.
- 44.
- 45. 45 @23derevo Хронология событий •JEP 200: The Modular JDK - Mark Reinhold выступил на Devoxx 2014 • Пост на blog.dripstat.com • Chris Engelbert из Hazelcast начал дискуссию
- 46. 46 @23derevo Хронология событий •JEP 200: The Modular JDK - Mark Reinhold выступил на Devoxx 2014 • Пост на blog.dripstat.com • Chris Engelbert из Hazelcast начал дискуссию • Обсуждение на JCrete
- 47. 47 @23derevo Хронология событий •JEP 200: The Modular JDK - Mark Reinhold выступил на Devoxx 2014 • Пост на blog.dripstat.com • Chris Engelbert из Hazelcast начал дискуссию • Обсуждение на JCrete • Mark Reinhold выступил на JVMLS • JEP 260: Encapsulate Most Internal APIs • JavaOne 2015 — 5 разъясняющих презентаций
- 48. 48 @23derevo План заменыUnsafe на public API • Replacement in JDK 8 à hide in JDK 9 - sun.misc.BASE64Encoder etc. - Available via command-line flag
- 49. 49 @23derevo План заменыUnsafe на public API • Replacement in JDK 8 à hide in JDK 9 - sun.misc.BASE64Encoder etc. - Available via command-line flag • No replacement in JDK 8 à available outside - sun.misc.Unsafe, sun.reflect.ReflectionFactory - sun.misc.Cleaner, sun.misc.SignalHandler
- 50. 50 @23derevo План заменыUnsafe на public API • Replacement in JDK 8 à hide in JDK 9 - sun.misc.BASE64Encoder etc. - Available via command-line flag • No replacement in JDK 8 à available outside - sun.misc.Unsafe, sun.reflect.ReflectionFactory - sun.misc.Cleaner, sun.misc.SignalHandler • Replacement in JDK 9 à hide in JDK 9, remove in JDK 10
- 51.
- 52. JEP 193: VarHandles(Expected in Java 9) class Queue { int size; ... } VarHandle queueSize = VarHandles.lookup().findFieldHandle( Queue.class, "size", int.class); queueSize.addAndGet(10);
- 53. 53 • get, getVolatile,getAcquire, getOpaque • set, setVolatile, setRelease, setOpaque • compareAndSet, compareAndExchangeVolatile • compareAndExchangeAcquire, compareAndExchangeRelease • weakCompareAndSet, weakCompareAndSetAcquire, weakCompareAndSetRelease • getAndSet, getAndAdd, addAndGet VarHandle handle = VarHandles.arrayElement(int[].class) VarHandle viewH = VarHandles.arrayElementViewHandle( byte[].class, long[].class, true);
- 54. 54 @23derevo Итоги • Oracle услышал сообщество и изменил планы -Oracle готов и дальше слушать - Сообщество представляет собой силу, за ним экосистема • Unsafe все-таки выпилят - Но постепенно, в течение нескольких лет
- 55. 55 @23derevo Полезные материалы •Mark Reinhold @ JVMLS 2015 - https://youtu.be/4HG0YQVy8UM • Paul Sandoz @ JavaOne 2015 - http://cr.openjdk.java.net/~psandoz/conferences /2015-JavaOne/j1-2015-unsafe-CON7076.pdf • Andrei Pangin @ Joker 2015 - http://www.slideshare.net/AndreiPangin/do-we- need-unsafe-in-java
- 56. 56 @23derevo Development @Одноклассники • Tech Blog - http://habrahabr.ru/company/odnoklassniki • Open source - https://github.com/odnoklassniki • Career - http://v.ok.ru
- 57.
- 58.
- 59.