控制台输出是阻塞操作吗？

Question

当Java程序调用System.out.println()或Scala程序调用println()时，线程会被阻塞吗？

我正在编写一个有大量子任务的Scala程序。每个子任务都在一个Future中执行。建议在actor和future中的代码不要阻塞，这样后续任务也不必等待。但我非常想在控制台上打印输出。

如果打印操作是阻塞的，那么我应该怎么做来优化性能呢？

• 我应该为控制台输出使用专用线程，这样只有该线程会被阻塞吗？
• 还有其他建议吗？

当然，我可以尝试减少输出量或将一些输出收集到StringBuilder中，并批量输出，以减少输出操作的次数。

- user573215

Answer 1

当Java程序调用System.out.println()或Scala程序调用println()时，线程会被阻塞吗？ 是的和不是的。 System.out是一个同步类PrintStream。因此，多个线程向System.out写入大量内容肯定会相互阻塞。然而，一旦线程获取锁定，无论IO是否会阻塞线程取决于架构。如果你写入大量超出底层硬件容量的IO，则写入将会阻塞。此外，进行许多小的写入（而不是缓冲的写入）也会减慢线程。

我应该为控制台输出使用专用线程，这样线程就是唯一阻塞的吗？ 非常好的想法，是的。那么这个线程可以通过单个BufferedWriter或某种log4j或其他日志记录软件包进行写入，这将与System.out相比更具有性能优势。您需要使用类似于BlockingQueue的东西来排队消息，它是同步的，但IO永远不会阻止此队列，除非您正在生成消息比IO通道可以保存它们的速度更快。

当然，我可以尝试减少输出量或将一些输出收集到StringBuilder中，并批量打印它们，以减少输出操作次数。 BufferedWriter将为您处理此操作。

还有其他建议吗？ - 如上所述，使用更好的日志记录包或单线程编写器。 - 将日志写入具有更多IO带宽的不同物理磁盘。 - 切换到内存文件系统或硬件以增加IO带宽。 SSD ++。 - 通过网络将其发送到另一个框进行实际持久化解决。 - 使用GzipOutputStream即时压缩它。

- Gray

---

将日志写入不同的文件系统。您是指不同的物理驱动器吗？或者，如果您的意思是一个文件系统比另一个更适合这些任务（例如ext*与btrfs），您能透露名称吗？ - om-nom-nom

不，我真的是指IO链，而不是不同的文件系统类型@om-nom-nom。顺便说一句，你的用户名很棒。 :-) - Gray

我从未听说过System.out是“非阻塞”的。它不是基于java.nio实现的，是吗？如果将stdout重定向到慢设备上的文件并运行，我相当确定对System.out.println()的任何调用都会被阻塞，并且在写入完成之前不会返回。此外，我认为这与PrintWriter是同步类没有任何关系。您可以轻松创建一个执行阻塞IO的Java方法，而无需标记类或方法为“同步”。在最低级别上，有一个C或内核调用write()，它不会返回直到完成，阻塞线程直到它返回。 - faffaffaff

这取决于架构 @faffaffaff。所有 IO 操作在某种程度上都是阻塞的。我想要解释的是，在你填满要写入的设备的 IO 流之前（至少在 Unix 下），写操作不会阻塞线程。它只会被复制到内核缓冲区。我已经修改了我的答案。 - Gray

好的，但通常“非阻塞IO”有一个非常具体的含义（并且是作为一种特定模式/选项实现的），即要么调用立即执行，要么返回“写入失败，将会被阻止”，因此使用“在某种程度上阻塞”的表达有点奇怪。我认为，要么调用总是有阻塞的风险，要么保证永远不会阻塞（并可能因为不等待而失败）？ - faffaffaff

从软件角度来看，这是正确的，但关于线程是否停止并等待IO完成的实际细节更加复杂。@faffaffaff。 OP正在询问多个线程记录性能的问题。这更多地涉及操作系统处理写操作的实际情况，而不是“阻塞”定义。 - Gray

Answer 2

这要看情况。在Windows操作系统中，它是一项阻塞性操作，需要涉及许多内核内容才能将某些内容打印到控制台。而在类Unix的操作系统中，该操作是缓冲的，所以不会被感知为慢。

我建议您采用缓冲区方法，并且单独开辟线程也是个好主意。或者，如果您的输出并不是很重要，您可以将其写入文件，这比写入控制台快得多。

- darijan

---

还要记住，System.out不一定会打印到控制台（它可能已被重定向到带有“command > out.txt”的文件中）。 - faffaffaff