java System.err控制台输出错误信息

1. 方法定义

System.err 是 Java System 类中的静态成员变量，类型为 PrintStream：

public final class System {
    public static final PrintStream err;
}

2. 功能说明

标准错误流：专用于输出错误信息、警告和调试消息。
默认目标：与控制台（Console）关联（通常为红色文本）。
即时性：默认无缓冲，输出立即生效（与 System.out 的缓冲不同）。
独立性：与标准输出流 System.out 分离，可分别重定向。

3. 示例代码

public class SystemErrExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 基础错误输出
        System.err.println("错误: 文件未找到！");

        // 异常处理
        try {
            int result = 10 / 0;
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.err.println("算术异常: " + e.getMessage());
        }

        // 重定向错误流到文件
        try (PrintStream fileErr = new PrintStream("error.log")) {
            System.setErr(fileErr); // 重定向
            System.err.println("此错误将写入文件");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.err.println("重定向失败: " + e);
        }
    }
}

4. 使用技巧

快速调试：临时插入 System.err.println("DEBUG: value=" + value); 定位问题。
高亮关键信息：在控制台中用红色文本突出显示错误。

与日志框架集成：重定向到日志文件（如 SLF4J）：

System.setErr(new PrintStream(new LoggingOutputStream(LoggerFactory.getLogger("STDERR"))));

5. 常见错误

混淆 out 和 err

System.out.println("正常消息");  // 应使用 System.out
System.err.println("错误消息");  // 应使用 System.err

后果：日志中错误与正常输出混合，难以区分。

未处理重定向的关闭

PrintStream ps = new PrintStream("error.log");
System.setErr(ps);
// 忘记 ps.close() 会导致资源泄露！

修复：使用 try-with-resources 自动关闭。

性能敏感场景滥用

for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    System.err.println("低效循环输出"); // 频繁 I/O 操作
}

后果：严重性能下降。

6. 注意事项

线程安全：PrintStream 方法使用 synchronized，多线程安全。
重定向影响范围：System.setErr() 影响整个 JVM 的错误流。
关闭风险：不要关闭原始 System.err（调用 System.err.close() 会使后续错误输出失败）。

7. 最佳实践与性能优化

生产环境替代方案：
使用日志框架（Log4j/SLF4J）代替 System.err，支持级别过滤和异步输出。
```
Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());
logger.error("错误详情", exception);
```

条件输出：通过调试开关控制输出：

private static final boolean DEBUG = true;
if (DEBUG) {
    System.err.println("[DEBUG] 状态检查: " + state);
}

缓冲优化：高频输出时启用缓冲（需手动刷新）：

PrintStream bufferedErr = new PrintStream(
    new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("errors.log")), true);
System.setErr(bufferedErr);

重定向恢复：保存原始流以便恢复：

PrintStream originalErr = System.err;
// ...重定向操作...
System.setErr(originalErr); // 恢复

8. 总结

关键点	说明
用途	专用于错误、警告和调试信息的输出
与 System.out 区别	无缓冲、独立重定向、语义区分（错误 vs 正常）
适用场景	命令行工具、简单调试、临时错误报告
生产环境建议	替换为日志框架（Log4j/SLF4J）以获得异步、分级和结构化日志
性能关键点	避免高频循环中使用；需重定向时用缓冲流
线程安全	是（内部同步）

行动指南：

开发调试阶段：用 System.err 快速输出关键错误。
生产环境：集成日志框架，重定向 System.err 到日志文件。
避免：在循环/高性能代码中直接使用，关闭原始流，混淆 out 和 err。

核心原则：System.err 是简单场景的利器，但复杂系统需升级到专业日志工具，平衡即时性与性能。