System.out.println()的背后

System类

打开其源码，可以看到out是它的一个静态变量，类型为PrintStream：

public final static PrintStream out = null;

因此就可以通过System.out的方式使用它。

但是这里的out是个null，如果直接使用，肯定是不行的，因为它是一个常量，一旦这个类被加载到虚拟机中，就不可再更改了。
于是我猜测可能是有了这个初始化类的方法，使得其在类的加载过程中被赋予了一个新的引用：

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

        props = new Properties();
        initProperties(props);  // initialized by the VM

        sun.misc.VM.saveAndRemoveProperties(props);


        lineSeparator = props.getProperty("line.separator");
        sun.misc.Version.init();

        FileInputStream fdIn = new FileInputStream(FileDescriptor.in);
        //创建了一个文件输出流对象
        FileOutputStream fdOut = new FileOutputStream(FileDescriptor.out);
        FileOutputStream fdErr = new FileOutputStream(FileDescriptor.err);
        setIn0(new BufferedInputStream(fdIn));
        
        //主要是这里调用了设置out值的方法，这个方法是本地方法，无法查看源码
        setOut0(newPrintStream(fdOut, props.getProperty("sun.stdout.encoding")));
        
        setErr0(newPrintStream(fdErr, props.getProperty("sun.stderr.encoding")));

        Terminator.setup();
        sun.misc.VM.initializeOSEnvironment();
        Thread current = Thread.currentThread();
        current.getThreadGroup().add(current);

        setJavaLangAccess();
        sun.misc.VM.booted();
    }

由上面的代码可以看到，在类的加载过程中初始化的时候，给out设置了一个新对象的引用。

具体的再来看newPrintStream(fdOut, props.getProperty("sun.stdout.encoding"))：

/**
     * Create PrintStream for stdout/err based on 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);
    }

可以看到，使用文件输出流对象fos构造了一个缓冲区输出流对象，然后再构造了一个PrintStream对象，给了out。这时out就有了新值，不再为空了。

我们这时再来看看这个文件输出流对象怎么来的：

FileOutputStream fdOut = new FileOutputStream(FileDescriptor.out);

可以看到是用了FileDescriptor.out通过构造函数得到的，那就再看看它是什么：

/**
     * A handle to the standard output stream. Usually, this file
     * descriptor is not used directly, but rather via the output stream
     * known as {@code System.out}.
     * @see     java.lang.System#out
     */
    public static final FileDescriptor out = standardStream(1);

	private static native long set(int d);

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

到这里彻底终止于一个本地方法。但是我们通过这个方法名standardStream(int fd)可以明白的知道这是一个标准输出流。

System.out是怎么来的

1. 正是通过这个标准输出流，我们得到了FileDescriptor.out，
2. 然后通过new FileOutputStream(FileDescriptor.out)构造出来了fos对象，
3. 再然后通过new BufferedOutputStream(fos, 128)构造得到了bos对象，
4. 又通过new PrintStream(new BufferedOutputStream(fos, 128), true)构造出一个打印流对象赋给了System.out，因此它本质上就是一个PrintStream对象。

我通过查看PrintStream类的方法，发现了一系列被重载的println()方法，它会根据传进来参数的类型与个数调用不同的方法。

最后

最后我们使用刚才的一系列构造方法构造一个我们自己的PrintStream类，并打印"hello world"

FileOutputStream fos = new FileOutputStream(FileDescriptor.out);
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos, 128);
PrintStream ps = new PrintStream(bos, true);
ps.println("hello world");

因为FileDescriptor类的standardStream()方法是私有的，因此我们不能够调用以获取一个标准输出流，而只能通过FileDescriptor.out获取。