javaio系列17之System.out.println（helloworld）原理我们初学java的第⼀个程序是"hello world"java重载
1public class HelloWorld {
2public static void main(String[] args) {
3        System.out.println("hello world");
4    }
5 }
上⾯程序到底是怎么在屏幕上输出“hello world”的呢？这就是本来要讲解的内容，即System.out.println("hello world")的原理。
我们先看看System.out.println的流程。先看看System.java中out的定义，源码如下：
public final class System {
...
public final static PrintStream out = null;
...
}
从中，我们发现，
(01) out是System.java的静态变量。
(02) ⽽且out是对象，PrintStream.java中有许多重载的println()⽅法。
OK，我们知道了out是PrintStream对象。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？
我们还是⼀步步来分析，⾸先看看System.java的initializeSystemClass()⽅法。
1. initializeSystemClass()的源码如下：把out部分标记为红⾊
private static void initializeSystemClass() {
props = new Properties();
initProperties(props);  // initialized by the VM
sun.misc.VM.saveAndRemoveProperties(props);
lineSeparator = Property("line.separator");
sun.misc.Version.init();
FileInputStream fdIn = new FileInputStream(FileDescriptor.in);
FileOutputStream fdOut = new FileOutputStream(FileDescriptor.out);
FileOutputStream fdErr = new );
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();
setJavaLangAccess();
sun.misc.VM.booted();
}
我们只需要关注上⾯的红⾊代码部分：即
FileOutputStream fdOut = new FileOutputStream(FileDescriptor.out);
setOut0(new PrintStream(new BufferedOutputStream(fdOut, 128), true));
将这两句话细分，可以划分为以下⼏步：
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对象，它实际上是“标准输出(屏幕)”的标识符。关于FileDescriptor的详细介绍，可以参考博⽂“”。
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();
}
...
}
(02) 创建“标准输出(屏幕)”对应的“⽂件输出流”。
(03) 创建“⽂件输出流”对应的“缓冲输出流”。⽬的是为“⽂件输出流”添加“缓冲”功能。
(04) 创建“缓冲输出流”对应的“打印输出流”。⽬的是为“缓冲输出流”提供⽅便的打印接⼝，如print(), println(), printf()；使其能⽅便快捷的进⾏打印输出。
(05) 执⾏setOut0(ps);
接下来，解析第5步的setOut0(ps)。查看System.java中setOut0()的声明，如下：
private static native void setOut0(PrintStream out);
从中，我们发现setOut0()是⼀个native本地⽅法。通过openjdk，我们可以到它对应的源码，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，我们来对它进⾏简单的分析。
(01) 函数名
JNIEXPORT void JNICALL Java_java_lang_System_setOut0(JNIEnv *env, jclass cla, jobject stream)
这是JNI的静态注册⽅法，Java_java_lang_System_setOut0(JNIEnv *env, jclass cla, jobject stream)会和System.java中的
setOut0(PrintStream out)关联；⽽且，参数stream 对应参数out。简单来说，我们调⽤setOut0()，实际上是调⽤的
Java_java_lang_System_setOut0()。
关于JNI的更多内容，可以参考博⽂“”。
(02) jfieldID fid = (*env)->GetStaticFieldID(env,cla,"out","Ljava/io/PrintStream;");
这句话的作⽤是获取System.java的静态成员out的jfieldID，"Ljava/io/PrintStream;"是说明out是java.io.PrintStream对象。
获取out的jfieldID的作⽤，是我们需要通过操作“out的jfielID”来改变out的值。
(03) (*env)->SetStaticObjectField(env,cla,fid,stream);
这句话的作⽤是，设置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)的作⽤，就是将ps设置为System.java的out静态变量。
前⾯，已经说过FileDescriptor.out就是机器的“标准输出(屏幕)”的⽂件标识符。我们可以通俗的将⽂件标识符就理解为，FileDescriptor.out就是代表的“标准输出”。
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既有缓冲功能；⼜有便利的操作接⼝，如print(), println(), printf()。

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