为什么Java中的System.out.println()会打印到控制台？

Question

我在网上阅读了几篇关于Java中System.out.println()的解释文章。其中大部分都是这样的:

• System是java.lang包中的一个final类。
• out是System类中类型为PrintStream的public static对象。
• println()将一行文本输出到输出流。

我的问题是，当我们在代码中使用System.out.println()时，为什么它最终会写入控制台？ 这篇文章解释了我们如何通过调用System.setOut()将其写入文件。所以我的问题是，System.setOut()在哪里被调用以将输出重定向到控制台？

我检查了System.setOut()的源代码。它调用了一个native方法setOut0()。这个方法在initializeSystemClass()方法中直接调用传递给它fdOut，这是一个在这里定义的FileOutputStream。我没有找到任何传递控制台输出流给setOut0()的地方，也没有发现任何非本地的setOut()的调用。JVM在启动执行时是否在System类之外的其他地方完成了这个操作？如果是，能否有人指出来？

- MsA

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它不一定是控制台，而是进程的标准输出流。通常情况下是控制台，但也可能是文件或其他内容。请参见https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_streams。 - ewramner

代码中有定义吗？ - MsA

fdout 实际上是输出到控制台。我想它就像 Linux/Unix 系统中的 FileOutputStream 一样，因为在这些系统中，I/O 设备也被视为文件。 - samabcde

你是在问“当Java启动时，out最初是如何设置的？”和“它是从哪里设置的？”这是我理解你的问题的方式，但似乎答案正在回答其他问题。 - Scratte

这有帮助吗？System.out.println()的真正工作原理 - Abra

Answer 1

我的疑问是，当我们在代码中执行System.out.println()时，为什么会最终写入控制台？

在任何符合POSIX标准的shell中，每个进程在shell启动时都会得到三个“标准”流：

- “标准输入”流用于读取输入。 - “标准输出”流用于写入普通输出。 - “标准错误”流用于写入错误输出。

（许多非符合POSIX标准的shell也使用相同的思想。）

对于一个交互式的POSIX shell，默认情况下这些流将从shell的“控制台”读取和写入...这可能是物理控制台，但更可能是用户（最终）桌面机器上的“终端仿真器”。 （细节因情况而异。）

POSIX shell允许您以各种方式重定向标准流；例如：

$ some-command < file     # read stdin from 'file'
$ some-command > file     # write stdout to 'file'
$ some-command 2> file    # write stderr to 'file'
$ some-command << EOF     # read stdin from a 'here' document
  lines of input
  ...
  EOF
$ some-command | another  # connect stdout for one command to
                          # stdin for the next one in a pipeline

等等。如果您这样做，一个或多个标准流将不连接到控制台。

更多阅读：

• "Linux上的stdin、stdout和stderr是什么？"
• "标准流"

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那么这与问题有什么关系？

当Java程序启动时，System.in/out/err流会连接到由父进程指定的标准输入/输出/错误流；通常是一个shell。

对于System.out，它可能是控制台（无论你如何定义），也可能是文件、另一个程序或/dev/null。但输出去向是由JVM启动方式决定的。

因此，字面上的答案是“因为父进程告诉Java程序这样做”。

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在Windows和Linux中，shell如何与jvm通信以设置标准输入/输出？

对于Linux、UNIX、Mac OSX等操作系统，情况如下（我不知道Windows的情况，但我想它应该是类似的）：

假设shell要运行aaa > bbb.txt。

1. 父shell分叉出一个子进程......共享父shell的地址空间。
2. 子进程关闭文件描述符1（标准输出文件描述符）。
3. 子进程打开“bbb.txt”以便将其写入文件描述符1。
4. 子进程执行“aaa”命令，并成为“aaa”命令进程。文件描述符0、1和2由exec调用保留。
5. “aaa”命令开始运行......

当“aaa”命令开始运行时，它发现文件描述符0和2（stdin和stderr）指向与父shell相同的“文件”。文件描述符1（stdout）指向“bbb.txt”。

当使用java命令时，也会发生同样的事情。

- Stephen C

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我尝试执行 java MyJava abcd。我的 Java 代码中的 sysout 在控制台上打印了 "Hello abcd!!!"。当我执行 java MyJava abcd > textfile.txt 时，我的 Java 代码中的 sysout 将 "Hello abcd!!!" 输出到 textfile.txt 中。所以现在我明白了。现在我正在尝试理解："因为这是父进程告诉 Java 程序要做的事情"。具体来说，当我们指定 > 与不指定时，究竟会发生什么"技术上"的事情？也就是说，在 Windows 和 Linux 中，shell 如何与 jvm 内部通信以设置标准输入/输出？ - MsA

@mercury - 你想要实现什么？你不需要导入任何东西来使用 System.out。这与这个问题和答案有什么关系？ - Stephen C

Answer 2

它不需要。我们可以重定向到其他地方。以下是重定向到文件的代码：

PrintStream output = new PrintStream(new File("output.txt"));
System.setOut(output);
System.out.println("This will be written to file");

默认情况下，控制台是Java中的标准输出流（System.in）。

- hqt

Answer 3

System.out.println不会打印到控制台，而是打印到标准输出流（System.out 是 Java 中表示标准输出流的名称）。标准输出流通常是控制台，但也可以是其他。Java 运行时只是将操作系统的标准输出流包装成一个漂亮的 Java 对象。

非交互式程序通常使用一些标准输入输出通道：它从标准输入流读取输入，对其进行一些操作，并在标准输出流上生成输出。标准输出流可以是控制台，也可以被管道传输到另一个程序的标准输入流或文件中。最终，运行程序的操作系统决定标准输出流输出什么。

例如，在 Unix 终端中你可以这样做：

java -jar your.program.jar > output.txt

将程序的输出存储在文本文件中，或者

java -jar your.program.jar | grep hello

只显示输出中包含“hello”的行。除非您没有指定其他目标，否则标准输出流将写入控制台。

- Hoopje