Java.lang系统属性全攻略：System类使用与自定义设置技巧

# 1. Java.lang系统属性概述

Java的系统属性是为开发者提供了一种了解运行环境信息的机制，是深入了解和优化Java应用不可或缺的部分。它们不仅包括了Java虚拟机（JVM）的各种配置信息，也包括了操作系统提供的特定参数，如文件编码、路径、硬件架构等。

在本章中，我们将先对Java.lang系统属性的概念进行基础性的介绍。这将为之后探讨System类和自定义系统属性的高级应用打下坚实的基础。我们会概述系统属性的获取方式和它们在不同场景下的重要性，包括但不限于配置管理、性能监控以及环境隔离。

// 示例代码：获取并打印系统属性
public class SystemPropertiesExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取并打印所有系统属性
        Properties props = System.getProperties();
        props.list(System.out);
    }
}

在上述代码中，我们使用`System.getProperties()`方法获取当前JVM的系统属性，并通过`Properties.list()`方法将它们打印到标准输出。这是了解和使用系统属性的第一步，也是进行后续深入分析的基础。

# 2. 深入理解System类

## 2.1 System类的内置属性

### 2.1.1 常用系统属性的介绍

System类中包含的系统属性是Java应用程序和底层操作系统之间的桥梁。这些属性可以提供关于运行Java虚拟机的系统环境的信息。常用系统属性包括Java的版本、操作系统名称、用户目录路径、以及JVM可用的内存等。这些信息对应用程序来说至关重要，因为它们能够帮助开发者编写与系统环境兼容的代码，并且能够更好地管理系统资源。

在众多系统属性中，有几个是特别有用的，例如：

- `java.version`：Java运行时环境的版本
- `os.name`：运行JVM的操作系统的名称
- `user.dir`：用户当前工作目录的路径
- `java.home`：Java安装目录的路径

这些属性不仅有助于判断应用程序将在何种环境中运行，还可以在运行时动态地获取系统信息，从而使得程序具备良好的适应性和灵活性。

### 2.1.2 系统属性的获取方法

获取系统属性的方法非常简单，主要通过`System.getProperty(String key)`来实现。这个方法接收一个属性的键名（key），返回与之关联的属性值。如果系统属性不存在，它将返回`null`。

String javaVersion = System.getProperty("java.version");
System.out.println("Java version: " + javaVersion);

在上述代码中，我们获取并打印了系统中Java版本的属性值。如果需要获取所有可用的系统属性，可以使用`System.getProperties()`方法，它会返回一个`Properties`对象，该对象包含了所有的系统属性。

Properties props = System.getProperties();
props.list(System.out);

这段代码会打印出所有的系统属性及其对应的值，是一个非常有用的诊断工具，特别是在调试和分析应用程序时。

## 2.2 System类的静态方法

### 2.2.1 时间和日期相关方法

System类提供了几个静态方法用于获取当前的时间和日期，这些方法非常实用，尤其在进行日志记录、时间戳生成等操作时。这些方法包括：

- `System.currentTimeMillis()`：返回当前时间的毫秒值，常用于性能测试和日志记录。
- `System.nanoTime()`：返回更精确的时间单位——纳秒，用于测量极短的时间间隔。

在实际应用中，开发者会经常使用`System.currentTimeMillis()`来记录日志事件的发生时间，或者用于生成时间戳。

long startTime = System.currentTimeMillis();
// 执行某些任务...
long endTime = System.currentTimeMillis();
long duration = endTime - startTime;
System.out.println("Task duration in milliseconds: " + duration);

上述代码段展示了如何计算任务执行的时间间隔。

### 2.2.2 输入输出相关方法

System类还提供了一系列与输入输出相关的静态方法，其中包括：

- `System.in`：标准输入流，可以读取用户的输入。
- `System.out`：标准输出流，用于向控制台输出信息。
- `System.err`：标准错误流，用于输出错误信息。

这些流是I/O操作的基础，允许程序与外部世界进行通信。通过这些流，开发者可以轻松地将数据输出到控制台或者读取用户的输入。

BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("Enter your name:");
String name = reader.readLine();
System.out.println("Hello, " + name);

这段代码创建了一个`BufferedReader`来读取用户的输入，并将其打印出来。

## 2.3 System类的特殊功能

### 2.3.1 系统属性的动态设置

除了获取系统属性，System类也允许在程序运行时动态地设置系统属性。这可以通过`System.setProperty(String key, String value)`方法实现。设置属性后，所有的系统属性调用都将反映新的值。

需要注意的是，并不是所有的系统属性都可以在运行时被更改。有些属性是由系统决定且不可更改的，而有些属性则可以。例如，`java.version`是不可更改的，而像`user.timezone`这样的属性则可以被动态设置。

System.setProperty("user.timezone", "America/New_York");
String timezone = System.getProperty("user.timezone");
System.out.println("Current timezone: " + timezone);

上述代码展示了如何更改并获取当前用户的时区属性。

### 2.3.2 系统资源的监控和管理

System类还提供了监控和管理系统资源的功能。`System.gc()`方法就是其中之一，它请求JVM运行垃圾回收器，回收不再被引用的对象占用的内存。但是值得注意的是，这个方法只是向JVM发出一个建议，并不保证垃圾回收器会立即执行。

System.gc();
System.out.println("Garbage collection suggested...");

尽管`System.gc()`不能强制JVM执行垃圾回收，它在性能调优中仍然非常有用，特别是在内存密集型应用程序中。

另一组有用的方法是`System.exit(int status)`，它会终止当前运行的Java虚拟机。`status`参数为0通常表示正常退出，非0值表示有错误发生。

System.exit(0);

上述代码演示了如何正常退出Java虚拟机。使用这个方法时需要格外小心，因为这将立即终止应用程序的运行，所有已打开的资源（如文件和网络连接）可能都不会被正确关闭。

# 3. 自定义系统属性的使用场景

## 3.1 自定义属性在应用配置中的应用

### 3.1.1 配置信息的读取和应用

在Java应用中，通过自定义属性来管理配置信息是一种常见且有效的做法。利用系统属性，可以轻松实现应用配置的集中管理，提高系统的灵活性和可维护性。例如，一个典型的场景是数据库连接信息的配置，如数据库的URL、用户名、密码等。

Properties properties = new Properties();
try (InputStream input = new FileInputStream("config.properties")) {
    // Load a properties file from class path, inside static method
    properties.load(input);
    String dbUrl = properties.getProperty("db.url");
    String dbUser = properties.getProperty("db.user");
    String dbPassword = properties.getProperty("db.password");
    // 使用dbUrl, dbUser, dbPassword连接数据库
    // ...
} catch (IOException ex) {
    ex.printStackTrace();
}

上述代码中，我们首先创建了一个`Properties`对象，然后尝试从指定的文件中读取配置信息。配置文件中包含了数据库连接需要的关键信息。我们通过`getProperty`方法读取这些属性值，并利用它们来建立数据库连接。

### 3.1.2 动态配置更新的方法

在某些情况下，系统运行时可能需要动态更新配置，而