不懂这些，你敢说自己知道Java标准输入输出流？

哈喽，大家好，我是强哥。

今天我们来讲讲Java的标准输入输出流，哈哈，虽然是基础，但是往深了挖挖，还是有许多干货的。

我们先来看个面试题。

说说获取用键盘输入常用的两种方法

方法 1：通过 Scanner

Scanner input = new Scanner(System.in); 
String s = input.nextLine(); 
input.close();

方法 2：通过 BufferedReader

BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); 
String s = input.readLine();

问题很简答，初学Java的在控制台写简单main方法的时候，都是用的System.in这个方式来获取键盘输入的内容。

可是，强哥想问问，大家既然会用System.in，但是真的熟悉System这个类吗？

System类中的IO知识

Java遵循标准I/O的模型，提供了Syetem.in，System.out，以及System.err。System.out是一个已经预先处理过的，被包装成PrintStream的对象。和System.out一样，System.err也是一个PrintStream，但是System.in不是，它是一个未经处理的InputStream。也就是说，可以直接使用System.out和System.err打印输出到控制台，但是使用System.in直接读取数据不可以，必须先做处理。

我们看看System的三个成员变量定义：

//标准输入流，一般接收键盘输入
public final static InputStream in = null;
//标准输出流，向控制台输出正确信息
public final static PrintStream out = null
//标准输出流，向控制台输出错误信息
public final static PrintStream err = null;

从上面的代码我们可以看出，这些对象被final修饰且赋值为null，那么为什么上面获取输入输出的时候又可以用而不会报空指针呢？

我们看下面代码就知道了：

static {
    registerNatives();
}
private static native void registerNatives();

没错是在native方法中做的处理，具体在VM中会执行这个方法

private static void initializeSystemClass() {
    props = new Properties();
    initProperties(props);  // initialized by the VM
    sun.misc.VM.saveAndRemoveProperties(props);
    lineSeparator = props.getProperty("line.separator");
    sun.misc.Version.init();
    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");
    Terminator.setup();
    sun.misc.VM.initializeOSEnvironment();
    Thread current = Thread.currentThread();
    current.getThreadGroup().add(current);
    setJavaLangAccess();
    sun.misc.VM.booted();
}

setIn0(new BufferedInputStream(fdIn));设置标准输入流，也就是创建in对象，追溯到源头也就是创建了FileDescriptor.in对象，这个对象用于操作标准输入流，再往深了就到了虚拟机内部实现细节了。

那么到底什么是标准的输入输出流呢？

什么是标准输入、标准输出(stdin、stdout)？

要弄清什么是标准输入输出。首先需要弄懂什么是IO。
I：从外部设备输入到内存；
O：从内存输出到外部设备；

而标准输入和标准输出是干什么的？它们是用于 IO 的。
属于IO的外部设备部分(逻辑上的外部设备，为什么？接着看)。

在linux操作系统中，外部设备用什么表示？linux中一切设备皆是文件！
因此标准输入和输出更具体的含义是文件。

它们是哪两个文件？
它们是/dev/stdin这个文件和/dev/stdout这个文件。
也就是说所谓的标准输入和标准输出其实就是两个linux下的文件。

那么所谓的从标准输入读是什么意思？
逻辑上来看：就是打开/dev/stdin这个文件，然后把这个文件里的内容读进来。

输出到标准输出是什么意思？
逻辑上来看：就是打开/dev/stdout这个文件，然后把内容输出到这个文件里去。

为什么是从逻辑上来看？因为它们不是设备文件！！！
所以它们不代表一个设备。linux里一切皆是文件，设备是文件，但是文件不一定是设备！

那它们是什么文件？他们是链接文件。(可以用 ls -l /dev 来查看 l 开头的就是链接文件。也可以用 file 命令查看其文件类型，命令：file /dev/stdin)

什么是链接文件？文件内容是另一个文件的地址的文件称为链接文件。
因此，打开、读或者写/dev/stdin和/dev/stdout实际上是打开、读或者写这两个文件存放的地址对应的设备文件。

那么，既然是这样，Java是不是可以对标准输入输出设备进行修改呢？答案是肯定的。继续看。

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修改Java标准输入输出设备

System类中有如下方法可以进行对标准输入输出设备进行修改

setIn:

public static void setIn(InputStream in) {
    checkIO();
    setIn0(in);
}
//对setIo进行安全检查
private static void checkIO() {
    SecurityManager sm = getSecurityManager();
    if (sm != null) {
        sm.checkPermission(new RuntimePermission("setIO"));
    }
}
//给System.in重新赋值，内部实现。
private static native void setIn0(InputStream in);

给System.in对象重新赋值。即当调用了些方法后，我们再使用System.in的时候接收的信息不再是从键盘录入了，而是我们指定的文件或设备。点开函数可以看到，第一个函数是进行安全检查的，第二个函数是调用的本地方法。有人疑惑System.in变量不是被final修饰了吗，为什么还可以被修改。额...这个...它调用的是本地方法，由虚拟机内部实现，他是老大能不能改变他说了算。

setOut:

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

给System.out重新赋值，原理同setIn。比如我们想让System.out.println()把内容输出到文件，就可以调用这个方法，指定输出文件。

setErr:

public static void setErr(PrintStream err) {
    checkIO();
    setErr0(err);
}

给System.err重新赋值，原理同setOut。

写在最后

综上，就是强哥通过一个面试问题，收集的关于Java标准输入输出相关的知识。

强哥觉得，很多问题，从表面上回答，很简单，很多初学者都会。可是，如果往深了聊，你是否能够也回答个所以然来，这个是你与其他人的不同。多学习多思考，多关注强哥的公众号推送。

强哥只讲干货啦~