OpenJDK源碼解析之System.out.println詳解
一、前戲
可能不少小夥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!")
做為一位資深幹碼人,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是在哪裡賦值的。。。。。。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,隻找到一個和out賦值相關的,還是啥子局部變量fdOut,看起來和out屬性沒有什麼關聯啊~ 往上滑滑看看這個是什麼方法:
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,似乎一切都明瞭瞭~~
二、JVM源碼分析
initializeSystemClass不是給我們調用的,這個方法會在vm線程初始化後被虛擬機調用。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")
這裡使用JavaCalls::call_static就是調用java.lang.System的靜態方法initializeSystemClass。還要再囉嗦一句,call_initializeSystemClass是在何處調用的?我們回到thread.cpp中,進入Threads::create_vm方法,在其中找到瞭call_initializeSystemClass方法的調用:
jint Threads::create_vm(JavaVMInitArgs* args, bool* canTryAgain) { ...... call_initializeSystemClass(CHECK_0); ...... }
然後看看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 { ...... } ...... }
現在已經知道瞭,JVM啟動後會在初始化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方法調用瞭,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,又隻有回到JVM源碼瞭。怎麼找呢?首選組裝一下本地方法名,根據規則setOut0對應的本地方法應該叫:Java_java_lang_System_setOut0,我們到源碼中找找,然後在System.c中找到瞭該方法
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); }
首先獲取瞭java.io.PrintStread類型的out靜態成員,嗯,這個就是我們java.lang.System類的靜態成員out:
public final static PrintStream out;
然後將stream參數賦值給它,這個stream就是initializeSystemClass方法中通過newPrintStream方法創建的PrintStream 對象。到現在我們已經明白瞭,out原來是這樣賦值的,真麻煩~
趁熱打鐵,弄明白瞭out,接下來看看println。既然out是PrintStream對象,那麼到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瞭,但是這個synchronized是個什麼鬼???
三、坑?
前面我們發現println方法竟然有個synchronized關鍵字,經常在項目中使用sout的小夥伴會不會感覺腦袋嗡嗡的?為什麼要嗡嗡?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!你個加瞭synchronized(this)的虛方法,還是單例的,如果在系統中進行並發使用,後果不用我多說吧?
那可能有人就要說瞭,那我不用println(“hello world!”)瞭嘛,我換成print總行瞭吧?
System.out.print("hello world!"); System.out.print("\n");
因為print方法好像沒有加鎖啊:
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
不知道有沒有小夥伴經常在項目中使用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瞭~~~
到此這篇關於OpenJDK源碼解析之System.out.println詳解的文章就介紹到這瞭,更多相關OpenJDK源碼解析內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet!