Unsafe一些有用的特性

1. 虚拟机“集约化”（VM intrinsification）：如用于无锁Hash表中的CAS（比较和交换）。再比如compareAndSwapInt这个方法用JNI调用，包含了对CAS有特殊引导的本地代码。在这里你能读到更多关于CAS的信息：http://en.wikipedia.org/wiki/Compare-and-swap。
2. 主机虚拟机（译注：主机虚拟机主要用来管理其他虚拟机。而虚拟平台我们看到只有guest VM）的sun.misc.Unsafe功能能够被用于未初始化的对象分配内存（用allocateInstance方法），然后将构造器调用解释为其他方法的调用。
3. 你可以从本地内存地址中追踪到这些数据。使用java.lang.Unsafe类获取内存地址是可能的。而且可以通过unsafe方法直接操作这些变量！
4. 使用allocateMemory方法，内存可以被分配到堆外。例如当allocateDirect方法被调用时DirectByteBuffer构造器内部会使用allocateMemory。
5. arrayBaseOffset和arrayIndexScale方法可以被用于开发arraylets，一种用来将大数组分解为小对象、限制扫描的实时消耗或者在大对象上做更新和移动。

Unsafe.java是jdk并发类库java.util.concurrent包中使用的底层类，该类中的方法都是通过native方法调用操作系统命令。

    在多线程环境下，主要存在两种特殊的场景：

    1；多个线程同时访问某个对象的方法，由于操作系统对线程调度的不确定性，存在使该对象的状态处于不一致的状态，为了避免这种情况的发生，我们可以声明该方法为同步方法（synchronized）。保证某一时刻只有一个线程调用该方法，其它调用线程则被阻塞。这种方法在并发性很高的情况下会产生大量的线程调度开销。从而影响程序的并发性能。在java.util.concurrent包中通过使用非阻塞原子方法，减少操作系统的无用线程调度开销，从而提高并发性能。

   2；多线程通过某个对象进行通信，即常见的生产者消费者模型。在以前的jdk版本中是通过wait,notify方法实现的。该方法也是通过底层在某个信号量上的阻塞队列实现的。而Unsafe类中直接提供操作系统调度命令park,unpark,减少信号量的开销，提高新能。

   从上面可以看出，Unsafe类是通过提供底层的操作系统命令接口给开发者，从而提供程序的性能。

我们可以通过ThreadPoolExecutor来创建一个线程池。

new  ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, milliseconds,runnableTaskQueue, handler);

创建一个线程池需要输入几个参数：

• corePoolSize（线程池的基本大小）：当提交一个任务到线程池时，线程池会创建一个线程来执行任务，即使其他空闲的基本线程能够执行新任务也会创建线程，等到需要执行的任务数大于线程池基本大小时就不再创建。如果调用了线程池的prestartAllCoreThreads方法，线程池会提前创建并启动所有基本线程。
• runnableTaskQueue（任务队列）：用于保存等待执行的任务的阻塞队列。 可以选择以下几个阻塞队列。
  • ArrayBlockingQueue：是一个基于数组结构的有界阻塞队列，此队列按 FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。
  • LinkedBlockingQueue：一个基于链表结构的阻塞队列，此队列按FIFO （先进先出） 排序元素，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue。静态工厂方法Executors.newFixedThreadPool()使用了这个队列。
  • SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于LinkedBlockingQueue，静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用了这个队列。
  • PriorityBlockingQueue：一个具有优先级的无限阻塞队列。
• maximumPoolSize（线程池最大大小）：线程池允许创建的最大线程数。如果队列满了，并且已创建的线程数小于最大线程数，则线程池会再创建新的线程执行任务。值得注意的是如果使用了无界的任务队列这个参数就没什么效果。
• ThreadFactory：用于设置创建线程的工厂，可以通过线程工厂给每个创建出来的线程设置更有意义的名字。
• RejectedExecutionHandler（饱和策略）：当队列和线程池都满了，说明线程池处于饱和状态，那么必须采取一种策略处理提交的新任务。这个策略默认情况下是AbortPolicy，表示无法处理新任务时抛出异常。以下是JDK1.5提供的四种策略。
  • AbortPolicy：直接抛出异常。
  • CallerRunsPolicy：只用调用者所在线程来运行任务。
  • DiscardOldestPolicy：丢弃队列里最近的一个任务，并执行当前任务。
  • DiscardPolicy：不处理，丢弃掉。
  • 当然也可以根据应用场景需要来实现RejectedExecutionHandler接口自定义策略。如记录日志或持久化不能处理的任务。
• keepAliveTime（线程活动保持时间）：线程池的工作线程空闲后，保持存活的时间。所以如果任务很多，并且每个任务执行的时间比较短，可以调大这个时间，提高线程的利用率。
• TimeUnit（线程活动保持时间的单位）：可选的单位有天（DAYS），小时（HOURS），分钟（MINUTES），毫秒(MILLISECONDS)，微秒(MICROSECONDS, 千分之一毫秒)和毫微秒(NANOSECONDS, 千分之一微秒)。

二、Executors提供了一些方便创建ThreadPoolExecutor的常用方法，主要有以下几个：

1、 Executors.newFixedThreadPool(int nThreads);创建固定大小(nThreads,大小不能超过int的最大值)的线程池

//线程数量

 int nThreads = 20;

//创建executor 服务 

 ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(nThreads) ;

重载后的版本，需要多传入实现了ThreadFactory接口的对象。

 ExecutorService executor = Executors. newFixedThreadPool(nThreads,threadFactory);

说明：创建固定大小(nThreads,大小不能超过int的最大值)的线程池，缓冲任务的队列为LinkedBlockingQueue,大小为整型的最大数，当使用此线程池时，在同执行的任务数量超过传入的线程池大小值后，将会放入LinkedBlockingQueue，在LinkedBlockingQueue中的任务需要等待线程空闲后再执行，如果放入LinkedBlockingQueue中的任务超过整型的最大数时，抛出RejectedExecutionException。

2、Executors.newSingleThreadExecutor()：创建大小为1的固定线程池。

 ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();

重载后的版本，需要多传入实现了ThreadFactory接口的对象。

 ExecutorService executor = Executors. newSingleThreadScheduledExecutor(ThreadFactory threadFactory) 

说明：创建大小为1的固定线程池，同时执行任务(task)的只有一个,其它的（任务）task都放在LinkedBlockingQueue中排队等待执行。

3、Executors.newCachedThreadPool()；创建corePoolSize为0，最大线程数为整型的最大数，线程keepAliveTime为1分钟，缓存任务的队列为SynchronousQueue的线程池。

 ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool()；

当然也可以以下面的方式创建，重载后的版本，需要多传入实现了ThreadFactory接口的对象。

 ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) ;

说明：使用时，放入线程池的task任务会复用线程或启动新线程来执行，注意事项：启动的线程数如果超过整型最大值后会抛出RejectedExecutionException异常，启动后的线程存活时间为一分钟。

4、Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize):创建corePoolSize大小的线程池。

//线程数量

 int corePoolSize= 20;

//创建executor 服务 

 ExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(corePoolSize) ;

重载后的版本，需要多传入实现了ThreadFactory接口的对象。

 ExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(corePoolSize, threadFactory) ；

说明：线程keepAliveTime为0，缓存任务的队列为DelayedWorkQueue，注意不要超过整型的最大值。