System类梳理

System类

不能被实例化
提供了标准输入、标准输出和错误输出流
可以访问外部定义的属性和环境变量
提供加载文件和库的方式
包含一个用于快速复制数组部分元素的工具方法

构造方法私有化

/** Don't let anyone instantiate this class */
private System() {
}

注册本地方法

/* register the natives via the static initializer.
*
* VM will invoke the initializeSystemClass method to complete
* the initialization for this class separated from clinit.
* Note that to use properties set by the VM, see the constraints
* described in the initializeSystemClass method.
*/
private static native void registerNatives();
static {
registerNatives();
}

本地方法，通过 关键字 native 来声明，JDK不实现，JVM实现。可以理解为，接口 和 接口的实现类的关系，JDK中声明的native方法 是接口，JVM对native方法的实现 是 接口的实现。

/* Only register the performance-critical methods */
static JNINativeMethod methods[] = {
    {"currentTimeMillis", "()J",              (void *)&JVM_CurrentTimeMillis},
    {"nanoTime",          "()J",              (void *)&JVM_NanoTime},
    {"arraycopy",     "(" OBJ "I" OBJ "II)V", (void *)&JVM_ArrayCopy},
};

#undef OBJ

JNIEXPORT void JNICALL
Java_java_lang_System_registerNatives(JNIEnv *env, jclass cls)
{
    (*env)->RegisterNatives(env, cls,
                            methods, sizeof(methods)/sizeof(methods[0]));
}

初始化System类

/**
* Initialize the system class. Called after thread initialization.
*/
private static void initializeSystemClass() {}

initializeSystemClass 方法用于初始化 Java 系统类，确保在主线程初始化后系统资源和环境配置正确。主要步骤如下：

1. 初始化系统属性：创建并初始化 Properties 对象，保存系统属性，native方法
2. 处理内部属性：移除某些仅供内部使用的系统属性。
3. 设置系统行分割符：line.separator
4. 设置版本属性
5. 设置输入输出流：初始化标准输入、输出和错误流。
6. 加载库和信号处理：加载必要的本地库（如 zip 库），设置 Java 信号处理器。
7. 初始化操作系统环境：根据需要调整操作系统的配置。
8. 添加主线程到线程组：将主线程手动添加到其线程组。
9. 注册共享秘密：设置 JavaLangAccess 接口以访问内部实现。
10. 标记 JVM 启动完成：通知 JVM 初始化已完成

系统分割符：

file.separator：文件路径分隔符（如 Windows 的 \ 或 Unix/Linux/macOS 的 /）
path.separator：路径列表分隔符（如 Windows 的 ; 或 Unix/Linux/macOS 的 :）
line.separator：行分隔符（如 Windows 的 \r\n 或 Unix/Linux/macOS 的 \n

设置版本属性：

System.setProperty("java.version", "1.8.0_431");
System.setProperty("java.runtime.version", "1.8.0_431-b10");
System.setProperty("java.runtime.name", "Java(TM) SE Runtime Environment");

数组copy

数组，是一个定长的对象。如果需要存储的数据长度 超过 初始定义的长度时，就需要 扩容。将原数组中的数据 copy 到另一个新的数组中。

必须使用 System类提供的 arrayCopy 来完成 数组的copy。

public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,
                                        Object dest, int destPos,
                                        int length);

系统时间

public static native long currentTimeMillis();

public static native long nanoTime();

获取环境变量

环境变量是当前系统的，只能读取现有的环境变量的数据

public static java.util.Map<String,String> getenv() {
        SecurityManager sm = getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            sm.checkPermission(new RuntimePermission("getenv.*"));
        }

        return ProcessEnvironment.getenv();
    }


public static String getenv(String name) {
        SecurityManager sm = getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            sm.checkPermission(new RuntimePermission("getenv."+name));
        }

        return ProcessEnvironment.getenv(name);
    }

操作属性变量

对于属性的操作，是System类中 持有 java.util.Properties，也是一种map结构。

设置属性

public static void setProperties(Properties props) {
        SecurityManager sm = getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            sm.checkPropertiesAccess();
        }
        if (props == null) {
            props = new Properties();
            initProperties(props);
        }
        System.props = props;
    }


public static String setProperty(String key, String value) {
        checkKey(key);
        SecurityManager sm = getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            sm.checkPermission(new PropertyPermission(key,
                SecurityConstants.PROPERTY_WRITE_ACTION));
        }

        return (String) props.setProperty(key, value);
    }

读取属性

public static Properties getProperties() {
        SecurityManager sm = getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            sm.checkPropertiesAccess();
        }

        return props;
    }


public static String getProperty(String key) {
        checkKey(key);
        SecurityManager sm = getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            sm.checkPropertyAccess(key);
        }

        return props.getProperty(key);
    }


public static String getProperty(String key, String def) {
        checkKey(key);
        SecurityManager sm = getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            sm.checkPropertyAccess(key);
        }

        return props.getProperty(key, def);
    }

删除指定属性

public static String clearProperty(String key) {
        checkKey(key);
        SecurityManager sm = getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            sm.checkPermission(new PropertyPermission(key, "write"));
        }

        return (String) props.remove(key);
    }

 4个特殊的方法

都是调用Runtime的方法

public static void exit(int status) {
        Runtime.getRuntime().exit(status);
    }

public static void gc() {
        Runtime.getRuntime().gc();
    }


@CallerSensitive
public static void load(String filename) {
        Runtime.getRuntime().load0(Reflection.getCallerClass(), filename);
}

@CallerSensitive
public static void loadLibrary(String libname) {
        Runtime.getRuntime().loadLibrary0(Reflection.getCallerClass(), libname);
}