System是一個類，這個System類主要是一些與系統相關的屬性和方法的集合，而且其內部的方法全部是靜態的，所以我們直接使用System直接呼叫就好，比如我們常用的一個System.out.print。這篇文章我們就來分析一下System類。

一、System概述

System就是系統的意思。因此它的主要操作肯定也是和系統資訊有關。這個類位於java.lang包。可能我們都有一個疑惑，我們從來沒見過System被例項化，這是因為System類內部的建構函式是私有的，在外部不能訪問，因此也就不能被例項化了。

他主要有如下功能：

（1）系統資訊的訪問，如外部屬性和環境變數等

（2）垃圾回收相關操作

（3）標準輸入輸出

（4）比較常用的其他操作，比如陣列拷貝

接下來我們就對這些功能進行一個測試與描述：

二、System功能演示

1、獲取設定屬性方法

也就是說我們的System如何獲取系統的屬性，或者說是呼叫哪個方法獲取屬性。

（1）contains(Object value)、containsKey(Object key)：判斷給定的引數或屬性關鍵字在屬性表中有定義，返回True或者False；

（2）getProperty(String key)、getProperty(String key,String default)：根據引數獲取屬性

（3）list(PrintStream s)、list(PrintWriter w)： 在輸出流中輸出屬性表內容；

（4）size()：返回當前屬性表中定義的屬性關鍵字個數。

我們當然可以設定屬性：

（1）put(Object key,Object value) ：向屬性表中追加屬性關鍵字和關鍵字的值；

（2）remove(Object key) ：從屬性表中刪除關鍵字。

2、獲取系統屬性

上面我們可以直接使用System.contains等方法來呼叫，下面我們可以輸入以下引數來獲取系統資訊。

然後使用程式碼測試一下幾個比較典型的吧：

public class SystemTest {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("Java 執行時環境版本         :" + System.getProperty("java.version"));
		System.out.println("Java 執行時環境供應商     :" + System.getProperty("java.vendor"));
		System.out.println("Java 執行時環境規範版本    :" + System.getProperty("java.specification.version"));
		System.out.println("Java 執行時環境規範供應商:" + System.getProperty("java.specification.vendor"));
		System.out.println("Java 執行時環境規範名稱    :" + System.getProperty("java.specification.name"));
		System.out.println("作業系統的名稱:" + System.getProperty("os.name"));
		System.out.println("作業系統的架構:" + System.getProperty("os.arch"));
		System.out.println("作業系統的版本:" + System.getProperty("os.version"));
		System.out.println("使用者的賬戶名稱          :" + System.getProperty("user.name"));
		System.out.println("使用者的主目錄              :" + System.getProperty("user.home"));
		System.out.println("使用者的當前工作目錄  : " + System.getProperty("user.dir"));
	}
}
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當然執行一下我們的控制檯就有結果了:

在這裡只是挑選了一部分進行測試，引數已經列出來了，其他的可以自己測。

三、常見操作

1、拷貝陣列arraycopy

public class SystemTest {
	public static void main(String[] args) {
		int[] arr1 = {1,2,3,4,5 };
        int[] arr2 = { 6,7,8,9,10};
        /*
         * 第一個引數arr1：被複制的陣列
         * 第二個引數1：arr1中要複製的起始位置
         * 第三個引數arr2：目標陣列
         * 第四個引數0：目標陣列的複製起始位置
         * 第五個引數3：目標陣列的複製結束位置
         */
        System.arraycopy(arr1,1,arr2,0,3);
        for (int i = 0; i < 5; i++)
            System.out.print(arr2[i] + " ");
	}
}
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2、獲取系統時間

public class SystemTest {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(System.currentTimeMillis());
        System.out.println(System.nanoTime());
	}
}
//輸出：1565841056267（時間戳）
//輸出：1130607059454400
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四、垃圾回收相關操作：System.gc

這句話表明運行了垃圾回收器。java虛擬機器器會回收一下系統垃圾，比如說沒有使用的物件。

public class SystemTest {
	public static void main(String[] args) {
		User user = new User();//新建一個物件
		System.out.println(user.toString());
		user=null;//將引用置為空
		System.gc();//垃圾回收
		System.out.println(user.toString());
	}
}
複製程式碼

我們看一下執行結果再來分析

我們可以看到，在進行完垃圾回收之後，再輸入User相關資訊時由於找不到物件，因此報了空指標異常。

我們進入到System.gc內部看一下，看看內部執行了什麼操作，

public static void gc() {
      Runtime.getRuntime().gc();
}
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在這裡我們可以看到其實是執行了Runtime的垃圾回收操作。我們在進入會發現其實垃圾回收就是Runtime做的。

五、原始碼分析

1、初始化

我們進入到System的原始碼中，可以看到首先由這樣的描述：

/* 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();
}

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

上面是什麼意思呢？

首先：registerNatives()方法是一個入口方法，註冊成了natives，也就是說該方法會令vm通過呼叫initializeSystemClass方法來完成初始化工作。

然後：建構函式被設定成private，說明我們不能例項化這個類，註釋也已經說明瞭。

既然System初始化的操作是通過initializeSystemClass，我們不如進入到這個類中去看看。

private static void initializeSystemClass() {
    	//第一步：初始化props
        props = new Properties();
        initProperties(props);  // initialized by the VM
    	//第二步：vm儲存刪除一些系統屬性
        sun.misc.VM.saveAndRemoveProperties(props);
    	//第三步：獲取系統分隔符
        lineSeparator = props.getProperty("line.separator");
    	//第四步：初始化系統的一些配置
        sun.misc.Version.init();
    	//第五步：輸入輸出流初始化
        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")));
        loadLibrary("zip");
        //第六步：設定平臺相關的訊號處理
    	Terminator.setup();
    	//第七步：初始化系統環境
        sun.misc.VM.initializeOSEnvironment();
    	//第八步：把自己新增到執行緒組
        Thread current = Thread.currentThread();
        current.getThreadGroup().add(current);
        //第九步：初始化
    	setJavaLangAccess();
        sun.misc.VM.booted();
 }
複製程式碼

通過initializeSystemClass，我們已經能夠明白System是如何初始化的，對於每一步，我們可以繼續深入下去觀察其具體實現，在這裡就不贅述了。

2、類屬性

類屬性其實主要是輸入輸出流

public final static InputStream in = null;
public final static PrintStream out = null;
public final static PrintStream err = null;
複製程式碼

3、類方法

在這裡肯定不能所有的方法都講一遍，在這裡列舉幾個比較重要的方法。

（1）getProperty：獲取系統屬性

public static String getProperty(String key) {
    	//校驗key的值
        checkKey(key);
    	//檢查引數是否安全
        SecurityManager sm = getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            sm.checkPropertyAccess(key);
        }
		//獲取系統屬性
        return props.getProperty(key);
}
複製程式碼

我們在這裡發現，其實獲取屬性的操作最關鍵的就是最後一句props.getProperty(key)。我們進入到這個方法看看：

    public String getProperty(String key) {
        Object oval = super.get(key);
        String sval = (oval instanceof String) ? (String)oval : null;
        return ((sval == null) && (defaults != null)) ? defaults.getProperty(key) : sval;
    }
複製程式碼

也就是說其實是 一直是回撥defaults.getProperty(key)，讓父類一直不停的去呼叫。最後返回一個String。

（2）checkKey：校驗key

private static void checkKey(String key) {
        if (key == null) {
            throw new NullPointerException("key can't be null");
        }
        if (key.equals("")) {
            throw new IllegalArgumentException("key can't be empty");
        }
}
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裡面很簡單就是看看是否為空。

（3）setProperties：設定系統屬性

   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;
    }
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最核心的就是最後一行，但是前面首先檢驗了是否是系統安全的屬性，而且也根據這個屬性初始化了一次。我們進入initProperties。

private static native Properties initProperties(Properties props);
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這是一個native方法。

（4）exit()：退出當前的jvm

public static void exit(int status) {
     Runtime.getRuntime().exit(status);
}
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其實呼叫的也是runtime的退出方法。

（5）其他方法

 public static native long currentTimeMillis();
 public static native long nanoTime();
 public static native void arraycopy(Object src,int  srcPos,Object dest,int destPos,int length);
public static native int identityHashCode(Object x);
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我們會發現經常操作的這些方法其實也是native的。

（6）安全管理機制

與之相關的方法有三個

public static void setSecurityManager(final SecurityManager s) {
    try {
        s.checkPackageAccess("java.lang");
    } catch (Exception e) {
    }
    setSecurityManager0(s);
}
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第二個：

private static synchronized void setSecurityManager0(final SecurityManager s) {
    SecurityManager sm = getSecurityManager();
    if (sm != null) {
        sm.checkPermission(new RuntimePermission ("setSecurityManager"));
    }
    if ((s != null) && (s.getClass().getClassLoader() != null)) {
        AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {
        	public Object run() {
            	s.getClass().getProtectionDomain().implies(SecurityConstants.ALL_PERMISSION);
            	return null;
        	}
    	});
    }
    security = s;
    InetAddressCachePolicy.setIfNotSet(InetAddressCachePolicy.FOREVER);
}
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還有最後一個

public static SecurityManager getSecurityManager() {
    return security;
}
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OK。原始碼分析也就先說到這裡，對於System類要知道其基本的內部實現以及常用的操作即可。