在Java编程语言中，java.lang.System类扮演着至关重要的角色，提供了对底层系统资源的访问以及与运行时环境交互的关键功能。作为Java API的核心组成部分，System类封装了许多与操作系统交互的基础方法，使得无需了解底层细节就能执行诸如读取系统属性、标准I/O操作、环境变量获取以及内存管理等相关任务。

System类概述

System类是final修饰的，这意味着不能被继承，而且由于其构造方法是private的，因此也无法实例化。System类位于基础包java.lang中，意味着任何Java程序默认都可以直接引用它，无需显式导入。

关键字段

System类中预定义了三个与I/O流相关的静态成员变量：

public static final InputStream in: 表示标准输入流，通常关联到键盘输入。public static final PrintStream out: 表示标准输出流，通常指向显示器显示文本。public static final PrintStream err: 表示标准错误输出流，同样指向显示器，但用于输出错误信息。核心方法

1. 标准I/O操作

void println(String x)：向标准输出流输出指定字符串并换行。

void print(String s)：向标准输出流输出指定字符串。

void read(InputStream stream, byte[] b)：从给定的输入流中读取字节数组数据。

2. 获取系统属性和环境变量

String getProperty(String key)：获取系统的属性值，如“os.name”、“file.separator”等。

Map<String, String> getenv()：返回包含系统环境变量的一个映射表。

3. 内存管理和CPU时间

void gc()：请求系统进行垃圾回收，尽管实际的垃圾回收时机由JVM决定。

long nanoTime()：返回高精度的系统计时器的当前值，常用于测量时间间隔而非绝对时间。

4. 加载动态库和资源

Class<?> loadLibrary(String libname)：加载特定的本地库（JNI接口）。

5. 数组拷贝优化

static void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)：高效地将一个数组部分或全部复制到另一个数组中。

实际应用举例

在日常编程实践中，System类的应用广泛而多样

// 输出一行信息到控制台System.out.println("Hello, World!");// 读取系统属性String osName = System.getProperty("os.name");System.out.println("Operating System: " + osName);// 请求垃圾回收System.gc();// 测量代码段执行时间long startTime = System.nanoTime();// ... 这里是待测代码 ...long endTime = System.nanoTime();System.out.println("Execution Time (ns): " + (endTime startTime));// 复制数组int[] sourceArray = {1, 2, 3, 4, 5};int[] destinationArray = new int[10];System.arraycopy(sourceArray, 0, destinationArray, 0, sourceArray.length);

System类提供了两个预定义的静态输出流对象：out和err。都是PrintStream类型的实例。

System.out这是一个标准输出流，通常用于输出程序执行的一般信息。默认情况下，System.out的输出显示在控制台（命令行界面或IDE的控制台窗口）。

System.out.println("Hello, World!"); // 输出到控制台

System.err这是一个标准错误流，通常用于输出错误或异常信息。与System.out不同，System.err的输出也可以重定向到其他地方，比如一个文件。

System.err.println("An error occurred!"); // 输出错误信息到控制台

System.in是System类提供的一个预定义的输入流对象，类型为InputStream。通常用于从标准输入（如键盘）读取数据。

import java.util.Scanner;public class SystemInExample {  public static void main(String[] args) {    Scanner scanner = new Scanner(System.in);    System.out.print("Enter your name: ");    String name = scanner.nextLine();    System.out.println("Hello, " + name + "!");  }}

在这个例子中，使用Scanner类从System.in读取用户输入的姓名，并将其输出到控制台。

System.exit()

System.exit()方法用于终止当前正在运行的Java虚拟机。接受一个状态码作为参数，该状态码将被返回给操作系统。通常，状态码0表示正常退出，非零状态码表示异常退出。

public class SystemExitExample {  public static void main(String[] args) {    // ... 执行一些操作 ...    // 退出程序，返回状态码0    System.exit(0);  }}

System.currentTimeMillis()方法返回当前时间与1970年1月1日00:00:00 GMT之间的毫秒数。这个方法常用于测量程序执行的时间或生成时间戳。

public class SystemTimeExample {  public static void main(String[] args) {    long startTime = System.currentTimeMillis();    // ... 执行一些操作 ...    long endTime = System.currentTimeMillis();    long elapsedTime = endTime startTime;    System.out.println("Elapsed time: " + elapsedTime + " milliseconds");  }}

System类还提供了获取和设置系统属性的方法。系统属性是一些键值对，用于存储有关Java运行时的信息。

// 获取系统属性String javaVersion = System.getProperty("java.version");System.out.println("Java version: " + javaVersion);// 设置系统属性（通常不推荐在应用程序中这样做）System.setProperty("my.custom.property", "custom_value");String customProperty = System.getProperty("my.custom.property");System.out.println("Custom property: " + customProperty);

注意：设置系统属性可能会影响Java虚拟机的行为，因此在应用程序中通常不推荐这样做，除非你有明确的理由和了解潜在的影响。

总结

Java的System类虽然功能看似简单，但在实际编程中却不可或缺。通过掌握System类提供的系统级别操作，能更好地与运行环境互动，并进行更为精细的系统资源管理和控制。无论是简单的输出信息，还是复杂的时间性能测试，抑或是与硬件交互，System类都是Java程序员手中的强大工具之一。