深入OpenJDK源碼--你真的了解System.out.println嗎？
點(diǎn)擊上方藍(lán)色字體，選擇“標(biāo)星公眾號(hào)”
優(yōu)質(zhì)文章，第一時(shí)間送達(dá)
76套java從入門到精通實(shí)戰(zhàn)課程分享
一、前戲
??可能不少小伙伴習(xí)慣在代碼中使用sout打印一些信息，就像這樣：
System.out.println("hello world!")
??做為一位資深干碼人，本著弘揚(yáng)黨求真務(wù)實(shí)的精神，必須得來看看這個(gè)sout有何玄機(jī)~~
??首先看調(diào)用就知道，out是System類的一個(gè)公共靜態(tài)成員變量，進(jìn)入System.java中：
public final static PrintStream out = null;
??嗯，不止是public，還是final的。不管，來找找out是在哪里賦值的。。。。。。日嘛找半天沒找到？那就試試直接在類中搜索：out = ，結(jié)果如下：
??完?duì)僮樱麄€(gè)System類一共將近1300行的代碼，只找到一個(gè)和out賦值相關(guān)的，還是啥子局部變量fdOut，看起來和out屬性沒有什么關(guān)聯(lián)啊~ 往上滑滑看看這個(gè)是什么方法：
private static void initializeSystemClass() {
......
FileInputStream fdIn = new FileInputStream(FileDescriptor.in);
FileOutputStream fdOut = new FileOutputStream(FileDescriptor.out);
FileOutputStream fdErr = new FileOutputStream(FileDescriptor.err);
setIn0(new BufferedInputStream(fdIn));
setOut0(newPrintStream(fdOut, props.getProperty("sun.stdout.encoding")));
setErr0(newPrintStream(fdErr, props.getProperty("sun.stderr.encoding")));
......
}
??原來如此，看到initializeSystemClass方法，似乎一切都明了了~~
二、JVM源碼分析
??initializeSystemClass不是給我們調(diào)用的，這個(gè)方法會(huì)在vm線程初始化后被虛擬機(jī)調(diào)用。其定義在thread.cpp中：
static void call_initializeSystemClass(TRAPS) {
Klass* k = SystemDictionary::resolve_or_fail(vmSymbols::java_lang_System(), true, CHECK);
instanceKlassHandle klass (THREAD, k);
JavaValue result(T_VOID);
JavaCalls::call_static(&result, klass, vmSymbols::initializeSystemClass_name(),
vmSymbols::void_method_signature(), CHECK);
}
??首先獲取Klass（類元信息在虛擬機(jī)中的結(jié)構(gòu)表示，就是一個(gè)c++中的類），在vmSymbols.hpp中找找java_lang_System對(duì)應(yīng)的值：
template(java_lang_System, "java/lang/System")
??可以看到代表的就是java.lang.System類，同時(shí)，initializeSystemClass_name也定義在vmSymbols.hpp中：
template(initializeSystemClass_name, "initializeSystemClass")
??這里使用JavaCalls::call_static就是調(diào)用java.lang.System的靜態(tài)方法initializeSystemClass。還要再啰嗦一句，call_initializeSystemClass是在何處調(diào)用的？我們回到thread.cpp中，進(jìn)入Threads::create_vm方法，在其中找到了call_initializeSystemClass方法的調(diào)用：
jint Threads::create_vm(JavaVMInitArgs* args, bool* canTryAgain) {
......
call_initializeSystemClass(CHECK_0);
......
}
??然后看看Threads::create_vm是在何處調(diào)用的，我們進(jìn)入jni.cpp，找到JNI_CreateJavaVM方法：
_JNI_IMPORT_OR_EXPORT_ jint JNICALL JNI_CreateJavaVM(JavaVM **vm, void **penv, void *args) {
......
result = Threads::create_vm((JavaVMInitArgs*) args, &can_try_again);
if (result == JNI_OK) {
......
} else {
......
}
......
}
??關(guān)于JNI_CreateJavaVM，在深入openjdk源碼全面理解Java類加載器這篇文章梳理JVM啟動(dòng)過程的時(shí)候提過，這里就不贅述了。
?? 現(xiàn)在已經(jīng)知道了，JVM啟動(dòng)后會(huì)在初始化JVM的時(shí)候調(diào)用CreateJavaVM，進(jìn)而調(diào)用initializeSystemClass方法。但是out屬性是如何設(shè)置的呢？我們回到j(luò)ava.lang.System#initializeSystemClass方法：
private static void initializeSystemClass() {
......
FileOutputStream fdOut = new FileOutputStream(FileDescriptor.out);
setOut0(newPrintStream(fdOut, props.getProperty("sun.stdout.encoding")));
......
}
private static PrintStream newPrintStream(FileOutputStream fos, String enc) {
if (enc != null) {
try {
return new PrintStream(new BufferedOutputStream(fos, 128), true, enc);
} catch (UnsupportedEncodingException uee) {}
}
return new PrintStream(new BufferedOutputStream(fos, 128), true);
}
??這個(gè)方法中唯一和out相關(guān)的就是這個(gè)setOut0方法調(diào)用了，我們來看看這個(gè)方法：
private static native void setOut0(PrintStream out);
??嗯，這個(gè)是一個(gè)native方法，沒辦法，又只有回到JVM源碼了。怎么找呢？首選組裝一下本地方法名，根據(jù)規(guī)則setOut0對(duì)應(yīng)的本地方法應(yīng)該叫：Java_java_lang_System_setOut0，我們到源碼中找找，然后在System.c中找到了該方法（關(guān)于JNI，可以看看Java深入JVM源碼核心探秘Unsafe(含JNI完整使用流程)）：
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);
}
??首先獲取了java.io.PrintStread類型的out靜態(tài)成員，嗯，這個(gè)就是我們java.lang.System類的靜態(tài)成員out：
public final static PrintStream out;
?然后將stream參數(shù)賦值給它，這個(gè)stream就是initializeSystemClass方法中通過newPrintStream方法創(chuàng)建的PrintStream 對(duì)象。到現(xiàn)在我們已經(jīng)明白了，out原來是這樣賦值的，真麻煩~
??趁熱打鐵，弄明白了out，接下來看看println。既然out是PrintStream對(duì)象，那么到PrintStream中看看println方法：
public void println(String x) {
synchronized (this) {
print(x);
newLine();
}
}
??Java代碼看起來是要親切多了，但是這個(gè)synchronized是個(gè)什么鬼？？？
三、坑？
??前面我們發(fā)現(xiàn)println方法竟然有個(gè)synchronized關(guān)鍵字，經(jīng)常在項(xiàng)目中使用sout的小伙伴會(huì)不會(huì)感覺腦袋嗡嗡的？為什么要嗡嗡？不要忘記我們前面通過JVM源碼跟蹤的System.out的賦值過程，這個(gè)out可是單例！你個(gè)加了synchronized(this)的虛方法，還是單例的，如果在系統(tǒng)中進(jìn)行并發(fā)使用，后果不用我多說吧？
??那可能有人就要說了，那我不用println(“hello world!”)了嘛，我換成print總行了吧？
System.out.print("hello world!");
System.out.print("\n");
??因?yàn)閜rint方法好像沒有加鎖啊：
public void print(String s) {
if (s == null) {
s = "null";
}
write(s);
}
??那我們看看write方法，不好意思：
private void write(String s) {
try {
synchronized (this) {
ensureOpen();
textOut.write(s);
textOut.flushBuffer();
charOut.flushBuffer();
if (autoFlush && (s.indexOf('\n') >= 0))
out.flush();
}
}
......
}
四、總結(jié)
??不知道有沒有小伙伴經(jīng)常在項(xiàng)目中使用System.out.println來輸出"日志"？千萬不要亂用喲，不然說不定哪天就被out了~~~
————————————————
版權(quán)聲明：本文為CSDN博主「黃智霖-blog」的原創(chuàng)文章，遵循CC 4.0 BY-SA版權(quán)協(xié)議，轉(zhuǎn)載請(qǐng)附上原文出處鏈接及本聲明。
原文鏈接：
https://blog.csdn.net/huangzhilin2015/article/details/115311271
粉絲福利：Java從入門到入土學(xué)習(xí)路線圖
??????
??長(zhǎng)按上方微信二維碼 2 秒
感謝點(diǎn)贊支持下哈 