一、方法定义

System.out 是 Java 标准库中 java.lang.System 类的一个 静态成员变量，其类型为 PrintStream。

定义原型：

public final static PrintStream out = null;
  • out 是 System 类中定义的静态常量。
  • 类型为 java.io.PrintStream。
  • 默认连接到标准输出设备（通常是控制台）。

二、功能说明

System.out 提供了一系列用于向标准输出流（通常是控制台）打印信息的方法，主要用于调试、日志输出和程序交互。

主要方法列表：

方法 功能说明
print(String s) 打印字符串，不换行
println(String s) 打印字符串，自动换行
println() 仅输出换行符
printf(String format, Object... args) 格式化输出（类似 C 的 printf）
format(String format, Object... args) 同 printf，格式化输出
write(int b) 写入单个字节（底层方法）

所有方法均继承自 PrintStream 类。

三、示例代码

1. 基本输出

System.out.print("Hello ");
System.out.println("World!");
// 输出：Hello World!

2. 格式化输出

String name = "Alice";
int age = 25;
System.out.printf("Name: %s, Age: %d%n", name, age);
// 输出：Name: Alice, Age: 25

%n 是平台无关的换行符（推荐使用，优于 \n）。

3. 多行输出

System.out.println("Line 1");
System.out.println("Line 2");

4. 输出对象（自动调用 toString）

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
System.out.println(list); // 输出：[A, B, C]

四、使用技巧

1. 使用 %n 替代 \n

System.out.printf("Hello%n"); // ✅ 推荐：跨平台兼容
System.out.printf("Hello\n"); // ⚠️ 在某些系统可能不换行

2. 使用 printf 进行对齐和格式控制

System.out.printf("%-10s %5d%n", "Name", 100); // 左对齐10字符，右对齐5数字
// 输出：Name       100

3. 快速调试输出变量

int x = 42;
System.out.println("x = " + x); // 简单直接
// 或使用 IDE 快捷键（如 soutv）

4. 重定向输出（高级用法）

// 将输出重定向到文件
PrintStream ps = new PrintStream("output.log");
System.setOut(ps);
System.out.println("This goes to file!"); // 写入文件

⚠️ 使用 System.setOut() 需谨慎，影响全局输出。

五、常见错误

错误 说明 修复
System.out.printn("...") 方法名拼写错误 正确为 println
忘记换行 使用 print 后无换行，输出混乱 改用 println 或手动加 \n
混用 \n 和 %n 导致跨平台问题 统一使用 %n
在循环中频繁输出 性能差 缓存后批量输出
输出 null 对象 显示 null 字符串 先判空：System.out.println(obj != null ? obj : "null")

六、注意事项

  1. 线程安全：System.out 是线程安全的，多个线程可同时调用，但输出可能交错。
  2. 不可变引用：System.out 是 final 的，不能重新赋值（但可通过 System.setOut() 修改底层流）。
  3. 性能开销：I/O 操作较慢，避免在高频循环中频繁调用。
  4. 生产环境慎用：不应在生产代码中使用 System.out 输出敏感或大量日志，应使用日志框架（如 Log4j、SLF4J）。
  5. 编码问题：默认使用平台编码，可能在不同系统显示乱码，可通过 -Dfile.encoding=UTF-8 设置。

七、最佳实践

✅ 推荐做法：

  • 调试时使用 System.out.println() 快速查看变量。
  • 使用 %n 实现跨平台换行。
  • 使用 printf 格式化输出表格或对齐数据。
  • 避免在循环中打印大量内容。
  • 生产环境使用日志框架替代 System.out。
  • 输出前对对象判空，避免歧义。

❌ 避免做法：

  • 在算法或性能敏感代码中使用 System.out。
  • 用 System.out 替代日志记录（如错误、异常）。
  • 大量拼接字符串输出（如 "a=" + a + ", b=" + b + ..."），建议使用 printf 或 StringBuilder 缓存。

八、性能优化建议

优化点 说明
❌ 避免高频调用 I/O 是瓶颈，每秒数千次输出会严重拖慢程序
✅ 批量输出 使用 StringBuilder 缓存内容，一次性输出
✅ 使用日志级别控制 用 SLF4J + Logback，通过级别控制是否输出
✅ 异步日志 高并发场景使用异步日志框架
✅ 关闭调试输出 发布前移除或注释 System.out 调试语句

示例：批量输出优化

StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    sb.append("Item ").append(i).append("\n");
}
System.out.print(sb.toString()); // 一次性输出

九、总结

项目 要点
本质 System.out 是 PrintStream 类型的静态常量，连接标准输出
用途 调试、简单输出、学习演示
核心方法 print, println, printf
优势 简单、易用、无需导入
局限 性能差、无级别控制、不适合生产
替代方案 SLF4J + Logback / Log4j2（生产环境）
关键建议 调试可用，生产不用；格式化用 printf；换行用 %n；避免高频输出

✅ 一句话总结：
System.out 是 Java 最基础的输出工具，适合学习和调试，但不应出现在生产代码中。掌握其用法是入门必修，而学会用日志框架替代它，是进阶必备。