System.in：“最终”的System.out、System.in和System.err？

Question

System.out被声明为public static final PrintStream out。

但是您可以调用System.setOut()来重新分配它。

哈?如果是final，这怎么可能呢？

(同样的观点也适用于System.in和System.err)

更重要的是，如果您可以更改公共静态最终字段，那么就final为您提供的保证(如果有的话)而言，这意味着什么？(我从来没有意识到也没有想到System.in/out/err表现为final变量)

Answer 1

JLS 17.5.4 Write Protected Fields

通常情况下，不能修改最终的静态字段。但是，System.in、System.out和System.err是最终的静态字段，由于遗留原因，必须允许System.setIn、System.setOut和System.setErr方法对其进行更改。我们将这些字段称为写保护字段，以将它们与普通的最终字段区分开来。

编译器需要将这些字段与其他最终字段区别对待。例如，对普通final字段的读取对同步是“免疫的”：锁或易失性读取中涉及的屏障不必影响从final字段读取的值。由于写保护字段的值可能会发生更改，因此同步事件应该会对它们产生影响。因此，语义规定，除非用户代码在System类中，否则这些字段应被视为不能被用户代码更改的普通字段。

顺便说一句，实际上您可以通过反射对final字段调用setAccessible(true) (或使用Unsafe方法)来改变这些字段。这些技术在反序列化、Hibernate和其他框架等过程中使用，但它们有一个限制:在修改之前已经看到final字段的值的代码不能保证在修改后看到新值。有问题的字段的特殊之处在于，它们没有这种限制，因为编译器以特殊的方式处理它们。

Answer 2

Java使用原生方法来实现setIn()、setOut()和setErr()。

在我的JDK1.6.0_20上，setOut()看起来像这样：

public static void setOut(PrintStream out) {
    checkIO();
    setOut0(out);
}

...

private static native void setOut0(PrintStream out);

你仍然不能“正常地”重新赋值final变量，即使在这种情况下，你也不能直接重新赋值这个字段(即你仍然不能编译"System.out = myOut")。本机方法允许一些在常规Java中根本不能做的事情，这就解释了为什么对本机方法有限制，比如要求applet必须签名才能使用本机库。

Answer 3

为了扩展Adam所说的内容，这里是impl：

public static void setOut(PrintStream out) {
    checkIO();
    setOut0(out);
}

并且setOut0被定义为：

private static native void setOut0(PrintStream out);