System.out.println 如何在线程级别工作？

Question

我正在研究在一个简单的 HelloWorld java 程序上进行了哪些系统调用。通过一个简单的 strace 我注意到没有 write 调用，我发现这是可疑的：

...
mprotect(0x7f0bcd852000, 4096, PROT_READ) = 0
mprotect(0x7f0bce915000, 790528, PROT_READ) = 0
getpid()                                = 27931
munmap(0x7f0bcf6ac000, 174284)          = 0
getpid()                                = 27931
mmap(NULL, 1052672, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|MAP_STACK, -1, 0) = 0x7f0bcf5d6000
clone(child_stack=0x7f0bcf6d5fb0, flags=CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND|CLONE_THREAD|CLONE_SYSVSEM|CLONE_SETTLS|CLONE_PARENT_SETTID|CLONE_CHILD_CLEARTID, parent_tidptr=0x7f0bcf6d69d0, tls=0x7f0bcf6d6700, child_tidptr=0x7f0bcf6d69d0) = 27932
futex(0x7f0bcf6d69d0, FUTEX_WAIT, 27932, NULLHello, World
) = 0
munmap(0x7f0bbfa6c000, 140063364)       = 0
close(3)                                = 0
exit_group(0)                           = ?
+++ exited with 0 +++

因此，正如您在上面看到的，正常的 strace 调用只进行了 futex 调用，它正在等待字符串地址。

所以，我运行strace用-f参数来查看所有线程：

[pid 28249] pread64(3, "2626[=12=][=12=][=12=]09[=12=]0\n[=12=][=12=][=12=]\f[=12=][=12=][=12=]java/n"..., 6104, 4355323) = 6104
[pid 28249] pread64(3, "2626[=12=][=12=][=12=]09[=12=]6\n[=12=][=12=][=12=]\f[=12=][=12=][=12=]java/l"..., 4455, 3263638) = 4455
[pid 28249] write(1, "Hello, World\n", 13Hello, World
) = 13
[pid 28249] pread64(3, "2626[=12=][=12=][=12=]09[=12=](\n[=12=][=12=][=12=]\f[=12=][=12=][=12=]java/l"..., 999, 4425942) = 999
[pid 28249] mmap(0x7f9d35ae2000, 16384, PROT_NONE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS|MAP_NORESERVE, -1, 0) = 0x7f9d35ae2000
[pid 28249] mprotect(0x7f9d2c2e7000, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE) = 0

像这样，我可以看到 write 个调用以及更多 futex 个调用。

我的问题是，调用 System.out.println 时线程级别到底发生了什么？ Java 是否为打印创建一个专用线程，然后与主线程同步？此外，他们使用什么进行同步，最终进行 futex 调用。

Answer 1

Java的System.out是一个PrintStream，它的方法之一是：

public void println(String x) {
    synchronized (this) {
        print(x);
        newLine();
    }
}

在那里你可以看到同步（因为在 class 中的所有其他 print 方法中都有）。

这是为了防止多个线程写入 System.out（或任何其他 PrintStream）时出现乱码。至少它更容易控制全字符串参数，而不是编写单个字符。这也是可能的，但可能会导致输出出现乱码。

我不知道其余部分，如何处理 OS 依赖项 I/O 的内部工作原理，可能还有更多内容。但是我没看那个。

Answer 2

System.out.println 与线程无关（除了 PrintStream 方法是同步的，但在无竞争的情况下无关紧要）。

Java launcher 在一个新线程中创建一个 JVM，这就是为什么 any Java 代码（不仅仅是 println）在非原始线程。

运行 Java 原始线程中的代码曾经导致许多问题，详情请参阅 JDK-6316197。

System.out.println 如何在线程级别工作？

How does System.out.println work at the threading level?

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