使用 unsafe

總覽

大約6年前，我開始使用一個類，直到那時，它只是一個好奇心sun.misc.Unsafe 。 我曾使用它進行反序列化和重新拋出Exception，但沒有使用它的全部功能或公開談論它。

我看到的第一個嚴重使用Unsafe的開源庫是Disruptor。 這使我感到鼓舞，它可以在穩定的庫中使用。 大約一年后，我發布了我的第一個開源庫SharedHashMap（后來的Chronicle Map）和Chronicle（后來的Chronicle Queue）。 它使用Unsafe來訪問Java 6中的堆外內存。這對堆外內存的性能產生了真正的影響，但更重要的是，我可以使用共享內存來做。 即跨JVM共享的數據結構。

但是今天有什么不同呢？ 使用不安全總是更快嗎？

我們正在尋找引人注目的性能差異。 如果差異不那么明顯，則使用盡可能簡單的代碼更有意義。 即使用自然的Java。

測試

在這些測試中，我對源自堆外內存的數據進行了簡單的累積。 這是一個簡單的測試，它對解析數據（或散列數據）建模，這些數據是從堆（例如，TCP連接或文件系統）中生成的。 數據大小為128個字節。 下面的結果可能受到數據大小的影響，但這被認為具有代表性。

我查看的是不同的訪問大小，一次訪問一個字節，一個int或一個long。 我還研究了使用ByteBuffer還是在堆上復制數據并使用自然Java（我假設這是大多數程序執行此操作的方式）。

我還比較了使用Java 6更新45，Java 7更新79，Java 8更新51的情況，以了解不同發行版之間使用不同方法的變化。

逐字節處理

處理器設計中真正改善的一點是它可以復制大型數據塊的速度。 這意味著復制大量數據，以便可以更有效地處理它是有意義的。 也就是說，冗余副本可能足夠便宜，從而可以帶來更快的解決方案。

逐字節處理就是這種情況。 在此示例中，“在堆上”包括在處理之前在堆上復制數據的副本。 這些數字是在i7-3790X上每微秒的操作數。

	Java 6	Java 7	Java 8
字節緩沖區	15.8	16.9	16.4
不安全	17.2	17.5	16.9
在堆上	20.9	22.0	21.9

這樣做的重要意義在于，“堆上”不僅使用自然Java，而且在所有三個版本的Java中都是最快的。最可能的解釋是，JIT具有在堆上情況下可以進行的優化。如果您直接或間接使用不安全，則不會這樣做。

由int處理的int。

解析冗長的有線協議的更快方法是一次讀取一個int。 例如，您可以通過一次讀取一個int而不是單獨查看每個字節來編寫已知格式的XML解析器。 這樣可以將解析速度提高2到3倍。 這種方法最適合已知結構的內容。

	Java 6	Java 7	Java 8
字節緩沖區	12.6	36.2	35.1
不安全	44.5	52.7	54.7
在堆上	46.0	49.5	56.2

同樣，這是i7-3790X上每微秒的操作。 有趣的是，在復制后使用自然Java大約與使用Unsafe一樣快。 對于此用例，也沒有令人信服的理由使用Unsafe。

長期加工

盡管您可以編寫一個解析器一次讀取一個64位長的值，但我發現這比使用32位int值解析要困難得多。 我也沒有發現結果要快得多。 但是，只要在設計散列算法時考慮到這一點，就可以從讀取長值中受益于對數據結構進行散列。

	Java 6	Java 7	Java 8
字節緩沖區	12.1	56.7	53.3
不安全	66.7	83.0	94.9
在堆上	60.9	61.2	70.0

有趣的是，使用ByteBuffer的速度提高了多少。 最可能的解釋是在ByteBuffer中增加了將little-endian交換為默認big-endian的優化。 x86有一條交換字節的指令，但是我懷疑Java 6沒有使用它，而是使用了更昂貴的移位操作。 為了能夠確認這一點，將需要進行更多的測試并檢查生成的匯編代碼。

在這種情況下，使用Unsafe的速度總是更快，無論您是否認為這種改進值得直接使用Unsafe帶來的風險是另一回事。

補充筆記

這些測試假設使用字節，整數或長整數的統一數據類型。

在大多數實際情況下，這些數據類型是結合在一起的，這就是在堆上掙扎的地方。 例如，如果您需要解析字節，短褲，整數，長整數，浮點數，雙精度數的任意組合。 ByteBuffer是執行此操作的好方法，但是在每種情況下，它都是最慢的選項。 只有不安全才能讓您靈活地混合和匹配類型，而不會產生開銷。

對于這些混合類型，很難對堆進行公平的測試，因為自然Java不直接支持這些操作。

結論

即使性能是您最關心的問題，在某些情況下，自然Java的性能還是更好，或與使用Unsafe一樣快。 它經常執行ByteBuffer，因為JIT可以更好地優化開銷，例如對自然Java代碼進行邊界檢查。

自然的Java代碼依賴于我們可以將數據建模為byte []，int []或long []的事實。 沒有數組或原始類型混合的選項。

自然Java掙扎的地方在于對這兩種方式的支持范圍

• 不同原始類型的任意組合，例如字節，整數，長整數，雙精度數。
• 共享/本機內存上的線程安全操作。

不幸的是，由于缺乏自然Java支持，因此很難創建公平的基準來比較性能。

總而言之，如果您可以用自然Java實現算法，那么它可能是最快也是最簡單的。 如果您需要混合使用數據類型或線程安全堆進行語法分析，那么仍然沒有很好的方法來使用自然Java。

注意：這是Java 9中的VarHandles應該能夠提供幫助的區域，因此請觀看此空間以獲取VarHandles的更新。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2015/08/is-using-unsafe-really-about-speed-or-functionality.html

使用 unsafe

總結

以上是生活随笔為你收集整理的使用 unsafe_使用Unsafe真的是关于速度或功能吗？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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