System.out.print實現原理猜解

劍握在手發表於2013-11-12

我們往往在main中直接呼叫System.out.print方法來列印,但是其實就這簡單的一步裡面有很多的玄機,因為main是static的,所以只能呼叫static的函式,那麼print是static的嗎?我一直有這個疑問,今天專門查閱了下原始碼,說下我的理解:(原始碼只貼出來部分對理解有用的)

原始碼裡面:public final class System 直接在lang包裡面。所以可以直接不通過包名就直接呼叫system類。裡面還有:

public final static PrintStream out = nullPrintStream();
............
............

private static PrintStream nullPrintStream() throws NullPointerException {
if (currentTimeMillis() > 0) {
return null;
}
throw new NullPointerException();
}

可以看出out是system的靜態成員,所以可以通過system.out直接訪問到,但是這時候又有問題了,因為 nullPrintStream()這個函式返回值是null的,怎麼可以呼叫printstream的方法呢。看out的註釋:
/**
* The following two methods exist because in, out, and err must be
* initialized to null. The compiler, however, cannot be permitted to
* inline access to them, since they are later set to more sensible values
* by initializeSystemClass().
*/

大概翻譯後知道剛開始的時候確實是都是null的,那麼什麼時候能把out指向標準輸出的呢?註釋說看initializeSystemClass()這個函式。

/**
* Initialize the system class. Called after thread initialization.
*/
private static void initializeSystemClass() {
props = new Properties();
initProperties(props);
sun.misc.Version.init();

FileOutputStream fdOut = new FileOutputStream(FileDescriptor.out);
.................
setOut0(new PrintStream(new BufferedOutputStream(fdOut, 128), true));
...............

...............

 

接著找到FileDescriptor這個類中的靜態成員 out:(用自身定義自身)

public static final FileDescriptor out = standardStream(1);

以及standardStream()方法:

private static FileDescriptor standardStream(int fd) {
FileDescriptor desc = new FileDescriptor();
desc.handle = set(fd);
return desc;
}

這時候返回了 handle為1的FileDescriptor; 在傳統的unix的系統中,檔案描述符為0,1,2分別表示為標準輸入,標準輸出和錯誤輸出。

最後呼叫了setout0方法:

private static native void setOut0(PrintStream out);

 

到這裡,setout0是native方法,所以再也追蹤不到以後的細節了,而到這時候,out的出路似乎還沒有找到。但是。在system類中有setout方法即:

public static void setOut(PrintStream out) {
checkIO();
setOut0(out);
}

呼叫了setout0()方法,而我們知道setout方法是重置輸出流的物件的,因此雖然我們看不到setout0的細節,但是因為setout呼叫了setout0,我們可以大致猜到setout0是通過呼叫底層的程式碼實現對out的流的重定位的,而initializeSystemClass()這個函式也呼叫了setout0將fd為1的檔案封裝成檔案流,再封裝成緩衝流,再封裝成列印流,最後通過setout0將out與這個流繫結。這樣一切就都說通了。

 

原文連結:http://www.cnblogs.com/zr-714/archive/2012/03/22/2411926.html

相關文章