Unsafe.putOrderedXXX系列方法详解(数组赋值的第二种方式)-白红宇

Unsafe.putOrderedXXX系列方法详解(数组赋值的第二种方式)

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发布时间：2019-05-24

本文共 3057 字，大约阅读时间需要 10 分钟。

在Netty中,IO线程用于存储任务的容器是MpscUnboundedArrayQueue类.

所有对外的读写操作,都’委托’给IO线程来执行,非IO线程(比如业务线程)若要写数据,必须将写操作封装成一个任务,提交到IO线程的任务队列中.IO线程会择机执行任务队列中的任务,将数据写入到网络(实际只是写到TCP缓冲区). 那么这个任务队列就很重要了,它必须是高性能的. 在Netty以前的版本中,使用JDK的BlockingQueue实现这个任务队列,而Netty是一个追求性能极致的框架(不被规则和常规所束缚),目前选择jctools这个工具包中的MpscUnboundedArrayQueue类实现任务队列.

这个MpscUnboundedArrayQueue队列很特别,它是数组和链表的结合.但是它不是哈希,它的结构类似下面这样

MpscUnboundedArrayQueue结构.png

同等大小的数组之间通过链表方式连接.

MpscUnboundedArrayQueue
   
     queue = new MpscUnboundedArrayQueue<>(4);new Thread(() -> {
       while (true) {
           try {
               for (int i = 1; i < 100; i++) {
                   Thread.sleep(3000);                queue.offer(i);            }        } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();        }    }}, "生产者-1").start();new Thread(() -> {
       while (true) {
           try {
               for (int i = 200; i < 300; i++) {
                   Thread.sleep(2000);                queue.offer(i);            }        } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();        }    }}, "生产者-2").start();new Thread(() -> {
       while (true) {
           try {
               for (int i = 300; i < 400; i++) {
                   Thread.sleep(1000);                queue.offer(i);            }        } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();        }    }}, "生产者-3").start();

以上3个生产者向队列中’生产’数据,过了一会,通过dump堆信息.再通过Eclipse MAT查看堆信息.

dump文件.png

如上图,展开数组,可以看到它的结构是一个数组’链’一个数组.

当非IO线程提交任务的时候,就需要向数组中存储元素值.那么它是如何给数组赋值的呢?

一般情况,给数组赋值如下

int[] arr = new int[8];arr[3] = 9527;

而MpscUnboundedArrayQueue类中,是通过Unsafe.putOrderedXXX系列的方法,给数组赋值的.

如并发中的CAS, 内存申请, 线程阻塞和解除阻塞park/unpark, 以及putOrderedXXX等等, 都是Unsafe类提供的方法.

在此之前,先研究下对象的内存布局.

面试题: Object obj = new Object()在内存中占用多少字节?

Java对象是由markword,类型指针,数组长度(如果对象是数组的话),实例数据,对齐空间等组成.如下图

我们以数组为例

int[] arr = new int[7];

通过代码验证, int[]数组的内存布局情况.

依赖的包


         
    
     org.openjdk.jol
          
    
     jol-core
          
    
     0.9

import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;public class Example {
       public static void main(String[] args) {
           int[] arr = new int[7];        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(arr).toPrintable());    }}

同时设置虚拟机参数 -XX:+UseCompressedClassPointers ,表示启用压缩类指针, 比如在64位系统上,一个指针占用8字节,启用这个参数之后,指针占用4字节.

打印结果如下

对象内存布局.png