Java的System.out.println()深入解析理解

电玩女神 2024-04-21 19:05 22阅读 0赞

在Java程序(特别是控制台)中常用`System.out.println()`语句来输出信息，从开始学习Java就知道用它来输出Hello World，没有深究其实现原理，现在查阅文档、源代码后记录一下。

首先查阅文档和源码可知`System`是`java.lang`包里的一个`final`类，而每个Java程序是默认`import java.lang.*`的，因此即使程序中没有手动导入，也可访问到`System`类。

`main()`方法是`static`修饰的，根据Java语法，它只能调用`static`方法和变量，那么查看`System`类的源码有`public static final PrintStream out = null;`这一行，说明`System.out`是`public`和`static`的，因此能在`main()`中访问。  
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`System.out`是一个`PrintStream`类型的变量，而在`PrintStream`中有多个`print()`和`println()`方法重载，因此可输出多种类型的数据。  
继承关系如图所示，所有类都间接或直接继承`Object`类。  
![继承关系图][55dec8dff8fc43808f99758cbad3cd9c.png]

想必还有一个疑问，就是`System`类中`public static final PrintStream out = null;`，那么`out`变量是在哪里、什么时候初始化，从而可以直接使用的呢？因为`out`是`static`变量，我们通过`System.out`(类名.变量名)的方式调用，再查看`System`类源码可发现在`static{}`代码块中调用了`registerNatives()`，而`native`方法`registerNatives()`由C/C++实现，这里只是一个接口，在`System`类第一次被加载时，调用这个方法将`out`变量进行了初始化，让它指向控制台，于是就可以直接使用了。  
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看到这里，似乎还有`println()`方法没有研究。  
查看`java.io`包中的`PrintStream`类寻找`println()`方法，可以看到有形参为boolean、char、int…等类型的`println()`的重载，而`println()`其实调用了`print()`再调用`newLine()`来实现换行。  
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而在不同类型形参的`print()`方法中，除`char[]`变量，都调用`String.valueOf()`转换成`String`再传递给`write()`方法。  
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而在`write()`方法中，调用`textOut.write()`来输出字符串。  
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而`textOut`是在`PrintStream`中声明的`BufferedWriter`类型变量。下面还有一行`private OutputStreamWriter charOut;`  
![在这里插入图片描述][71023cd502e442c6aba8b091862692d7.png]  
接着看，在构造方法中，先是初始化了`OutputStreamWriter`类型变量`charOut`，再用它初始化`textOut`。  
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至此可以清楚，`System.out.println()`或`System.out.print()`(不换行)，其实最终调用了`Writer`类中的`write()`方法进行字符流输出，只是整个过程封装了许多方法来支持各种类型的变量、以及自动初始化等，使得用户能够方便快捷在控制台打印数据。

有不妥之处欢迎补充纠正。

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