OpenJDK源碼解析之System.out.println詳解
一、前戲
可能不少小伙伴習慣在代碼中使用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，本著弘揚黨求真務實的精神，必須得來看看這個sout有何玄機~~
首先看調用就知道，out是System類的一個公共靜態(tài)成員變量，進入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 = ，結果如下：
完犢子，整個System類一共將近1300行的代碼，只找到一個和out賦值相關的，還是啥子局部變量fdOut，看起來和out屬性沒有什么關聯(lián)啊~ 往上滑滑看看這個是什么方法：
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不是給我們調用的，這個方法會在vm線程初始化后被虛擬機調用。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（類元信息在虛擬機中的結構表示，就是一個c++中的類），在vmSymbols.hpp中找找java_lang_System對應的值：
template(java_lang_System, "java/lang/System")
可以看到代表的就是java.lang.System類，同時，initializeSystemClass_name也定義在vmSymbols.hpp中：
template(initializeSystemClass_name, "initializeSystemClass")
這里使用JavaCalls::call_static就是調用java.lang.System的靜態(tài)方法initializeSystemClass。還要再啰嗦一句，call_initializeSystemClass是在何處調用的？我們回到thread.cpp中，進入Threads::create_vm方法，在其中找到了call_initializeSystemClass方法的調用：
jint Threads::create_vm(JavaVMInitArgs* args, bool* canTryAgain) {
......
call_initializeSystemClass(CHECK_0);
......
}
然后看看Threads::create_vm是在何處調用的，我們進入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 {
......
}
......
}
現(xiàn)在已經(jīng)知道了，JVM啟動后會在初始化JVM的時候調用CreateJavaVM，進而調用initializeSystemClass方法。但是out屬性是如何設置的呢？我們回到java.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);
}
這個方法中唯一和out相關的就是這個setOut0方法調用了，我們來看看這個方法：
private static native void setOut0(PrintStream out);
嗯，這個是一個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對應的本地方法應該叫：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
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stream就是initializeSystemClass方法中通過newPrintStream方法創(chuàng)建的PrintStream 對象。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synchronized是個什么鬼？？？
三、坑？
前面我們發(fā)現(xiàn)println方法竟然有個synchronized關鍵字，經(jīng)常在項目中使用sout的小伙伴會不會感覺腦袋嗡嗡的？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out可是單例！你個加了synchronized(this)的虛方法，還是單例的，如果在系統(tǒng)中進行并發(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");
因為print方法好像沒有加鎖?。?/p>
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
不知道有沒有小伙伴經(jīng)常在項目中使用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~~~
到此這篇關于OpenJDK源碼解析之System.out.println詳解的文章就介紹到這了,更多相關OpenJDK源碼解析內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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