java io进修（十六） System.out.println(＂hello world＂)道理

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我们初学java的第一个措施是"hello world"

1 public class HelloWorld {

2 public static void main(String[] args) {

3 System.out.println("hello world");

4 }

5 }

上面措施到底是怎么在屏幕上输出“hello world”的呢？这就是原来要讲授的内容，即System.out.println("hello world")的道理。

我们先看看System.out.println的流程。先看看System.java中out的界说，源码如下：

public final class System {
    ...
     
    public final static PrintStream out = null;
     
    ...
}

从中，我们发明，

(01) out是System.java的静态变量。

(02) 并且out是PrintStream工具，PrintStream.java中有很多重载的println()要领。

OK，我们知道了out是PrintStream工具。接下来，看它是如何被初始化的，它是怎么和屏幕输出关联的？

我们照旧一步步来阐明，首先看看System.java的initializeSystemClass()要领。

1. initializeSystemClass()的源码如下：把out部门标志为赤色

private static void initializeSystemClass() {
     
    props = new Properties();
    initProperties(props);  // initialized by the VM
     
    sun.misc.VM.saveAndRemoveProperties(props);
     
    lineSeparator = props.getProperty("line.separator");
    sun.misc.Version.init();
     
    FileInputStream fdIn = new FileInputStream(FileDescriptor.in);
    FileOutputStream fdOut = new FileOutputStream(FileDescriptor.out);
    FileOutputStream fdErr = new FileOutputStream(FileDescriptor.err);
    setIn0(new BufferedInputStream(fdIn));
    setOut0(new PrintStream(new BufferedOutputStream(fdOut, 128), true));
    setErr0(new PrintStream(new BufferedOutputStream(fdErr, 128), true));
     
    loadLibrary("zip");
     
    Terminator.setup();
     
    sun.misc.VM.initializeOSEnvironment();
     
    Thread current = Thread.currentThread();
    current.getThreadGroup().add(current);
     
    setJavaLangAccess();
     
    sun.misc.VM.booted();
}

我们只需要存眷上面的赤色代码部门：即

FileOutputStream fdOut = new FileOutputStream(FileDescriptor.out);

setOut0(new PrintStream(new BufferedOutputStream(fdOut, 128), true));

将这两句话细分，可以分别为以下几步：

第1步 FileDescriptor fd = FileDescriptor.out;

第2步 FileOutputStream fdOut = new FileOutputStream(fd);

第3步 BufferedOutputStream bufOut = new BufferedOutputStream(fdOut, 128);

第4步 PrintStream ps = new PrintStream(bufout, true);

第5步 setOut0(ps);

说明：

(01) 第1步，获取FileDescriptor.java中的静态成员out，out是一个FileDescriptor工具，它实际上是“尺度输出(屏幕)”的标识符。关于FileDescriptor的具体先容，可以参考博文“java io系列09之 FileDescriptor总结”。

FileDescriptor.java中与FileDescriptor.out相关代码如下：

public final class FileDescriptor {
     
    private int fd;
     
    public static final FileDescriptor out = new FileDescriptor(1);
     
    private FileDescriptor(int fd) {
        this.fd = fd;
        useCount = new AtomicInteger();
    }
     
    ...
}

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(02) 建设“尺度输出(屏幕)”对应的“文件输出流”。

(03) 建设“文件输出流”对应的“缓冲输出流”。目标是为“文件输出流”添加“缓冲”成果。

(04) 建设“缓冲输出流”对应的“打印输出流”。目标是为“缓冲输出流”提供利便的打印接口，如print(), println(), printf()；使其能利便快捷的举办打印输出。

(05) 执行setOut0(ps);

接下来，理会第5步的setOut0(ps)。查察System.java中setOut0()的声明，如下：

private static native void setOut0(PrintStream out);

从中，我们发明setOut0()是一个native当处所法。通过openjdk，我们可以找到它对应的源码，如下：

JNIEXPORT void JNICALL
Java_java_lang_System_setOut0(JNIEnv *env, jclass cla, jobject stream)
{
    jfieldID fid =
        (*env)->GetStaticFieldID(env,cla,"out","Ljava/io/PrintStream;");
    if (fid == 0)
        return;
    (*env)->SetStaticObjectField(env,cla,fid,stream);
}

说明：

这是个JNI函数，我们来对它举办简朴的阐明。

(01) 函数名

JNIEXPORT void JNICALL Java_java_lang_System_setOut0(JNIEnv *env, jclass cla, jobject stream)

这是JNI的静态注册要领，Java_java_lang_System_setOut0(JNIEnv *env, jclass cla, jobject stream)会和System.java中的setOut0(PrintStream out)关联；并且，参数stream 对应参数out。简朴来说，我们挪用setOut0()，实际上是挪用的Java_java_lang_System_setOut0()。

关于JNI的更多内容，可以参考博文“Android JNI和NDK进修(02)–静态方法实现JNI”。

(02) jfieldID fid = (*env)->GetStaticFieldID(env,cla,"out","Ljava/io/PrintStream;");

这句话的浸染是获取System.java的静态成员out的jfieldID，"Ljava/io/PrintStream;"是说明out是java.io.PrintStream工具。

获取out的jfieldID的浸染，是我们需要通过操纵“out的jfielID”来改变out的值。

(03) (*env)->SetStaticObjectField(env,cla,fid,stream);

这句话的浸染是，配置fid(fid就是out的jfieldID)对应的静态成员的值为stream。

stream是我们传给Java_java_lang_System_setOut0()的参数，也就是传给setOut0的参数。

总结上面的内容。我们知道，setOut0(PrintStream ps)的浸染，就是将ps配置为System.java的out静态变量。

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前面，已经说过FileDescriptor.out就是呆板的“尺度输出(屏幕)”的文件标识符。我们可以通俗的将文件标识符就领略为，FileDescriptor.out就是代表的“尺度输出”。

因此，在initializeSystemClass()中，上面的5步就是将“FileDescriptor.out”封装了起来。封装后的System.in既有缓冲成果；又有便利的操纵接口，如print(), println(), printf()。

来历：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/io_17.html

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