绝大多数程序员没有这么深入研究过System.out.println()!

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什么是System.out.println()

System.out.println是一个Java语句,一般情况下是将传递的参数,打印到控制台。

System:是 java.lang包中的一个final类。根据javadoc,“java.lang.System该类提供的设施包括标准输入,标准输出和错误输出流; 访问外部定义的属性和环境变量; 一种加载文件和库的方法; 以及用于快速复制数组等一部分的实用方法… ”

out:是System类的静态成员字段,类型为PrintStream。

    public static final PrintStream out

他在启动时就会被实例化,并与主机的标准输出控制台进行映射。该流在实例化之后立即打开,并准备接受数据。

println:是PrintStream类的一个方法。println打印(参数内容+换行符) 到控制台。

PrintStream类中有多个重载的println方法。每个println是通过调用print方法并添加一个换行符实现的。print方法是通过调用write方法实现的。

System.out.println() 结构图如下:

201907291001_2.png

以下是JDK源中System.out.println的骨架结构,和代码片段。

UML图

201907291001_3.png

部分代码段:

    public final class System {
        static PrintStream out;
        static PrintStream err;
        static InputStream in;
        ...
    }

    public class PrintStream extends FilterOutputStream {
        //out object is inherited from FilterOutputStream class
        public void println() {
        ...
    }

输出重定向——改变输出路径

out对象可以自定义的。在启动时由java运行时环境初始化,并且可以在执行期间由开发人员更改。代替在默认情况下的标准输出。当您通过命令行运行程序时,输出将打印在同一个命令窗口中。我们可以使用setOut方法来改变这种行为。在以下示例中,我将输出重定向到同一目录中的文本文件。

    public class ChangeOut {
      public static void main(String args[]) {
        try {
          System.setOut(new PrintStream(new FileOutputStream("log.txt")));
          System.out.println("Now the output is redirected!");
        } catch(Exception e) {}
      }
    }

System.out.println性能分析

有一个普遍的观念需要大家知道——System.out.println性能并不好。当我们深入分析时,其调用顺序如下println - > print - > write()+ newLine()。这个顺序流是Sun / Oracle JDK的实现。write()和newLine()都包含一个synchronized块。同步有一点开销,但更多的是添加字符到缓冲区和打印的开销更大。

当我们运行性能分析时,运行多个System.out.println并记录时间,执行时间会按比例增加。当打印超过50个字符并打印超过50,000行时,性能下降。

当然这一切都取决于我们使用的场景。不过无论如何请勿使用System.out.println打印日志( logging)到stdout。

System.out.println VS 日志记录组件(Log4j等)

Log4J具有多种记录级别。如果我们正在编写一个小程序,只是为了实验/学习目的那么使用 System.out.println 就很不错。但当我们开发生产质量软件时,我们应该注意到应该使用记录组件(log4j等),并且应该避免使用System.out.println。为什么?

  • 灵活性:log4j的记录器提供了多种记录级别。我们可以相应地分隔日志信息。例如,X消息只能在PRODUCTION上打印,Y消息应打印在ERROR等上。
  • 可重构性:log4j只需一个参数更改即可关闭所有日志记录。
  • 可维护性:想象一下,如果我们有数百个System.out.println全部通过应用程序散落,那么在一段时间内将难以维护程序。
    粒度:在应用程序中,每个类都可以有不同的记录器并相应地进行控制。
  • 实用性:在System.out中限制重定向消息的选项,但是如果是记录器(like log4j),则可以提供多种选项。我们甚至可以创建自定义输出选项并将其重定向。

所以我们不应该使用System.out.println进行日志记录和调试(logging and debugging)

静态导入来缩短System.out.println

有时我们觉得System.out.println是一个很长的语句要打印。静态导入可能会缩短一点,但不推荐使用,因为它导致可读性差。我只是使用这种情况来解释静态导入,并避免在下面的情况下使用它。

    import static java.lang.System.out;

    public class ShortSOP {
      public static void main(String[] args) {
        out.println("Hello, world");
      }
    }

不静态导入的话直接写out.println会提示编译错误的。

System.err和System.in

作为相关部分,接下来介绍一下“err”和“in”。'in'与InputStream相关联。与“out”相对,“in”用于从标准控制台通用键盘获取输入。

'err'与PrintStream相关联,并将参数打印到标准错误输出流。当您使用等的IDE时,可以看到“out”和“err”之间的输出差异。

    public class InOutErr {
        public static void main(String args[]) {
            try {
              System.out.println("请输入一段话");
                BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in ));
                String filename = reader.readLine();

                InputStream input = new FileInputStream(filename);
                System.out.println("File opened...");

            } catch (IOException e){
                System.err.println("Where is that file?");
            }
        }
    }

201907291001_4.png

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评论 1

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  1. #1

    Mark

    chenssy5个月前 (07-29)回复

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