这个帖子是关于JAVA中鲜为人知的特性的后续更新，如果想得到下次在线讨论的更新，请通过邮件订阅，并且不要忘了在评论区留下你的意见和建议。
Java是一个安全的开发工具，它阻止开发人员犯很多低级的错误，而大部份的错误都是基于内存管理方面的。如果你想搞破坏，可以使用Unsafe这个类。这个类是属于sun.* API中的类，并且它不是J2SE中真正的一部份，因此你可能找不到任何的官方文档，更可悲的是，它也没有比较好的代码文档。
实例化sun.misc.Unsafe
如果你尝试创建Unsafe类的实例，基于以下两种原因是不被允许的。
1）、Unsafe类的构造函数是私有的；
2）、虽然它有静态的getUnsafe()方法，但是如果你尝试调用Unsafe.getUnsafe()，会得到一个SecutiryException。这个类只有被JDK信任的类实例化。
但是这总会是有变通的解决办法的，一个简单的方式就是使用反射进行实例化：
Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe"); //Internal reference
f.setAccessible(true);
Unsafe unsafe = (Unsafe) f.get(null);注：IDE如Eclipse对会这样的使用报错，不过不用担心，直接运行代码就行，可以正常运行的。
（译者注：还有一种解决方案，就是将Eclipse中这种限制获取由错误，修改为警告，具体操作为将Windows->Preference...->Java->Compiler->Errors/Warnings中的"Deprecated and restricted API"，级别由Error修改为Warning就可以了）
现在进入主题，使用这个对象我们可以做如下“有趣的”事情。
使用sun.misc.Unsafe
1）、突破限制创建实例
通过allocateInstance()方法，你可以创建一个类的实例，但是却不需要调用它的构造函数、初使化代码、各种JVM安全检查以及其它的一些底层的东西。即使构造函数是私有，我们也可以通过这个方法创建它的实例。
（这个对单例模式情有独钟的程序员来说将会是一个噩梦，它们没有办法阻止这种方式调用
）
看下面一个实例（注：为了配合这个主题，译者将原实例中的public构造函数修改为了私有的）：
public class UnsafeDemo {public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, SecurityException, IllegalArgumentException, IllegalAccessException, InstantiationException {Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe"); // Internal referencef.setAccessible(true);Unsafe unsafe = (Unsafe) f.get(null);// This creates an instance of player class without any initializationPlayer p = (Player) unsafe.allocateInstance(Player.class);System.out.println(p.getAge()); // Print 0p.setAge(45); // Let's now set age 45 to un-initialized objectSystem.out.println(p.getAge()); // Print 45}
}class Player {private int age = 12;private Player() {this.age = 50;}public int getAge() {return this.age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}
}
2）、使用直接获取内存的方式实现浅克隆
如何实现浅克隆？在clone(){...}方法中调用super.clone()，对吗？这里存在的问题是首先你必须继续Cloneable接口，并且在所有你需要做浅克隆的对象中实现clone()方法，对于一个懒懒的程序员来说，这个工作量太大了。
我不推荐上面的做法而是直接使用Unsafe，我们可以仅使用几行代码就实现浅克隆，并且它可以像某些工具类一样用于任意类的克隆。
这个戏法就是把一个对象的字节码拷贝到内存的另外一个地方，然后再将这个对象转换为被克隆的对象类型。
3）、来自黑客的密码安全
这个好似很有趣吧？实事就是这样的。开发人员创建密码或者是保证密码到字符串中，然后在应用程序的代码中使用这些密码，使用过后，聪明的程序员会把字符串的引用设为NULL，因此它就不会被引用着并且很容易被垃圾收集器给回收掉。
但是从你将引用设为NULL到被垃圾收集器收集的这个时间段之内（原文：But from the time, you made the reference null to the time garbage collector kicks in），它是处于字符串池中的，并且在你系统中进行一个复杂的攻击（原文：And a sophisticated attack on your system），也是可以读取到你的内存区域并且获得密码，虽然机会很小，但是总是存在的。
这就是为什么建议使用char[]数组存放密码，当使用完过后，你可以迭代处理当前数组，修改/清空这些字符。
另外一个方式就是使用魔术类Unsafe。你可以创建另外一个和当前密码字符串具有相同长度的临时字符串，将临时密码中的每个字符都设值为"?"或者"*"（任何字符都可以），当你完成密码的逻辑后，你只需要简单的将临时密码中的字节数组拷贝到原始的密码串中，这就是使用临时密码覆盖真实的密码。
示例代码可能会是这样：
String password = new String("l00k@myHor$e");
String fake = new String(password.replaceAll(".", "?"));
System.out.println(password); // l00k@myHor$e
System.out.println(fake); // ????????????getUnsafe().copyMemory(fake, 0L, null, toAddress(password), sizeOf(password));System.out.println(password); // ????????????
System.out.println(fake); // ????????????运行时动态创建类
我们可以在运行时运态的创建类，例如通过编译后的.class文件，操作方式就是将.class文件读取到字节数据组中，并将其传到defineClass方法中。
//Sample code to craeet classes
byte[] classContents = getClassContent();
Class c = getUnsafe().defineClass(null, classContents, 0, classContents.length);
c.getMethod("a").invoke(c.newInstance(), null);//Method to read .class file
private static byte[] getClassContent() throws Exception {File f = new File("/home/mishadoff/tmp/A.class");FileInputStream input = new FileInputStream(f);byte[] content = new byte[(int)f.length()];input.read(content);input.close();return content;
}
4）、超大数组
从所周知，常量Integer.MAX_VALUE是JAVA中数组长度的最大值，如果你想创建一个非常大的数组（虽然在通常的应用中不可能会用上），可以通过对内存进行直接分配实现。
下面这个示例将会创建分配一段连续的内存（数组），它的容易是允许最大容量的两倍。
class SuperArray {private final static int BYTE = 1;private long size;private long address;public SuperArray(long size) {this.size = size;//得到分配内存的起始地址address = getUnsafe().allocateMemory(size * BYTE);}public void set(long i, byte value) {getUnsafe().putByte(address + i * BYTE, value);}public int get(long idx) {return getUnsafe().getByte(address + idx * BYTE);}public long size() {return size;}
}
long SUPER_SIZE = (long)Integer.MAX_VALUE * 2;
SuperArray array = new SuperArray(SUPER_SIZE);
System.out.println("Array size:" + array.size()); // 4294967294
for (int i = 0; i < 100; i++) {array.set((long)Integer.MAX_VALUE + i, (byte)3);sum += array.get((long)Integer.MAX_VALUE + i);
}
System.out.println("Sum of 100 elements:" + sum); // 300但请注意这可能会导致JVM挂掉。
结束语
sun.misc.Unsafe provides almost unlimited capabilities for exploring and modification of VM’s runtime data structures. Despite the fact that these capabilities are almost inapplicable in Java development itself, Unsafe is a great tool for anyone who want to study HotSpot VM without C++ code debugging or need to create ad hoc profiling instruments.
sun.misc.Unsafe提供了可以随意查看及修改JVM中运行时的数据结构，尽管这些功能在JAVA开发本身是不适用的，Unsafe是一个用于研究学习HotSpot虚拟机非常棒的工具，因为它不需要调用C++代码，或者需要创建即时分析的工具。
参考
http://mishadoff.github.io/blog/java-magic-part-4-sun-dot-misc-dot-unsafe/
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