系统相关

Java程序在不同操作系统上运行时，可能需要取得平台相关属性，或者调用平台命令来完成特定功能。Java提供了System类和Runtime类来与程序的运行平台进行交互。

System类

System类代表当前Java程序的运行平台，程序不能创建System类的对象，System类提供了一些类Field和类方法，允许直接通过System类来调用这些Field和方法。
System类提供了代表标准输入、标准输出和错误输出的类Field，并提供了一些静态方法用于访问环境变量、系统属性的方法，还提供了加载文件和动态链接库的方法。下面程序通过System类来访问操作的环境变量和系统属性。

加载文件和动态链接库主要对native方法有用，对于一些特殊的功能（如访问操作系统底层硬件设备等）Java程序无法实现，必须借助C语言来完成，此时需要使用C语言为Java方法提供实现。其实现步骤如下：

Java程序中声明native()方法，类似于abstract方法，只有方法签名，没有实现。编译该Java程序，生成一个class文件。
用javah编译第1步生成的class文件，将产生一个.h文件。
写一个.cpp文件实现native方法，其中需要包含第2步产生的.h文件（.h文件中又包含了JDK带的jni.h文件）。
将第3步的.cpp文件编译成动态链接库文件。
在Java中用System类的loadLibrary…()方法或Runtime类的loadLibrary()方法加载第4步产生的动态链接库文件，Java程序中就可以调用这个native()方法了。

import java.io.FileOutputStream;
import java.util.Map;
import java.util.Properties;

public class SystemTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //获取系统所有的环境变量
        Map<String, String> env=System.getenv();
        for (String name: env.keySet()){
            System.out.println(name + "---->" + env.get(name));
        }
        //获取指定环境变量的值
        System.out.println(System.getenv("JAVA_HOME"));
        //获取所有的系统属性
        Properties props=System.getProperties();
        //将所有的系统属相保存到props.txt文件中
        props.store(new FileOutputStream("props.txt"), "System Properties");
        //输出特定的系统属性
        System.out.println(System.getProperty("os.name"));
    }
}

上面程序通过调用System类的getenv()、getProperties()、getProperty等方法来访问程序所在平台的环境变量和系统属性，程序运行的结果会输出操作系统所有的环境变量值，并输出JAVA_HOME环境变量，以及os.name系统属性的值，结果如下：

USERDOMAIN_ROAMINGPROFILE---->MicroWin10-0023
LOCALAPPDATA---->C:\Users\Administrator\AppData\Local
PROCESSOR_LEVEL---->6
USERDOMAIN---->MicroWin10-0023
FPS_BROWSER_APP_PROFILE_STRING---->Internet Explorer
LOGONSERVER---->\\MicroWin10-0023
JAVA_HOME---->C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_191
SESSIONNAME---->Console
ALLUSERSPROFILE---->C:\ProgramData
PROCESSOR_ARCHITECTURE---->AMD64
PSModulePath---->C:\Program Files\WindowsPowerShell\Modules;C:\WINDOWS\system32\WindowsPowerShell\v1.0\Modules
SystemDrive---->C:
OneDrive---->C:\Users\Administrator\OneDrive
APPDATA---->C:\Users\Administrator\AppData\Roaming
USERNAME---->Administrator
ProgramFiles(x86)---->C:\Program Files (x86)
AWE_DIR---->D:\Program Files (x86)\SDK\1.6.6\
CommonProgramFiles---->C:\Program Files\Common Files
Path---->C:\Program Files (x86)\Common Files\Oracle\Java\javapath;D:\Anaconda3;D:\Anaconda3\Library\mingw-w64\bin;D:\Anaconda3\Library\usr\bin;D:\Anaconda3\Library\bin;D:\Anaconda3\Scripts;C:\WINDOWS\system32;C:\WINDOWS;C:\WINDOWS\System32\Wbem;C:\WINDOWS\System32\WindowsPowerShell\v1.0\;D:\Program Files (x86)\putty\;C:\WINDOWS\System32\OpenSSH\;D:\Program Files (x86)\Git\cmd;D:\Program Files (x86)\Graphviz\bin;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_191\bin;C:\Users\Administrator\AppData\Local\Microsoft\WindowsApps;;D:\Program Files (x86)\Fiddler;D:\Program Files (x86)\PyCharm 2018.3.2\bin;;D:\Program Files (x86)\IntelliJ IDEA Community Edition 2018.3.2\bin;
FPS_BROWSER_USER_PROFILE_STRING---->Default
PATHEXT---->.COM;.EXE;.BAT;.CMD;.VBS;.VBE;.JS;.JSE;.WSF;.WSH;.MSC
PyCharm---->D:\Program Files (x86)\PyCharm 2018.3.2\bin;
DriverData---->C:\Windows\System32\Drivers\DriverData
OS---->Windows_NT
COMPUTERNAME---->MicroWin10-0023
IntelliJ IDEA Community Edition---->D:\Program Files (x86)\IntelliJ IDEA Community Edition 2018.3.2\bin;
PROCESSOR_REVISION---->5e03
CommonProgramW6432---->C:\Program Files\Common Files
ComSpec---->C:\WINDOWS\system32\cmd.exe
ProgramData---->C:\ProgramData
ProgramW6432---->C:\Program Files
HOMEPATH---->\Users\Administrator
SystemRoot---->C:\WINDOWS
TEMP---->C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp
HOMEDRIVE---->C:
PROCESSOR_IDENTIFIER---->Intel64 Family 6 Model 94 Stepping 3, GenuineIntel
USERPROFILE---->C:\Users\Administrator
TMP---->C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp
CommonProgramFiles(x86)---->C:\Program Files (x86)\Common Files
ProgramFiles---->C:\Program Files
PUBLIC---->C:\Users\Public
NUMBER_OF_PROCESSORS---->8
windir---->C:\WINDOWS
=::---->::\
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_191
Windows 10

该程序运行结束后还会在当前路径下生成一个props.txt文件，该文件中记录了当前平台的所有系统属性。
System类提供了通知系统进行垃圾回收的gc()方法，以及通知系统进行资源清理的runFinalization()方法。
System类还有两个获取系统当前时间的方法：currentTimeMillis()和nanoTime()，它们都返回一个long型整数。实际上它们都返回当前时间与UTC 1970年1月1日午夜的时间差，前者以毫秒作为测量单位，后者以纳秒作为测量单位。必须指出的是，这两个方法的返回值的粒度取决于底层操作系统，可能所在的操作系统根本不支持以毫秒、纳秒作为计时单位。例如，许多操作系统以几十毫秒为单位测量时间，currentTimeMillis()方法不可能返回精确的毫秒数；而nanoTime()方法很少用，因为大部分操作系统都不支持使用纳秒作为计时单位。
除此之外，System类的in、out和err分别代表系统的标准输入（通常是键盘）、标准输出（通常是显示器）和错误输出流，并提供了setIn、setOut和setErr方法来改变系统的标准输入、标准输出和标准错误输出流。
System类还提供了一个identityHashCode(Object x)方法，该方法返回指定对象的精确hashCode值，也就是根据该对象的地址计算得到的hashCode值。当某个类的hashCode()方法被重写后，该类实例的hashCode()方法就不能唯一的表示该对象；但通过identityHashCode()方法返回的hashCode值，依然是根据该对象的地址计算得到的hashCode值。所以，如果两个对象的identityHashCode值相同，则两个对象绝对是同一个对象。如下程序所示：

public class IdentityHashCodeTest {
    public static void main(String[] args){
        //下面程序中s1和s2是两个不同的对象
        String s1=new String("Hello");
        String s2=new String("Hello");
        //String重写了hashCode()方法——改为根据字符序计算hashCode值
        //因为s1和s2的字符序列相同，所以他们的hashCode()方法返回值相同
        System.out.println(s1.hashCode() + "----" + s2.hashCode());
        //因为s1和s2是不同的字符串对象，所以它们的identityHashCode值不同
        System.out.println(System.identityHashCode(s1) + "----" + System.identityHashCode(s2));
        String s3 = "Java";
        String s4 = "Java";
        //s3和s4是相同的字符串对象，所以它们的identityHashCode值相同
        System.out.println(System.identityHashCode(s3) + "----" + System.identityHashCode(s4));
    }
}

通过identityHashCode方法可以获得特定对象的identityHashCode值，这个特殊的identityHashCode值可以唯一地表示该对象。因为identityHashCode值是根据对象的地址计算得到的，所以任何两个对象的identityHashCode值总是不相等。

Runtime类

Runtime类代表Java程序的运行时环境，每个Java程序都有一个与之对应的Runtime实例，应用程序通过该对象与其运行时环境相连。应用程序不能创建自己的Runtime实例，但可以通过getRuntime()方法获取与之关联的Runtime对象。
与System类似的是，Runtime类也提供了gc()方法和runFinalization()方法来通知系统进行垃圾回收、清理系统资源，并提供了load(String filename)和loadLibrary(String libname)方法来加载文件和动态链接库。
Runtime类代表Java程序的运行时环境，可以访问JVM的相关信息，如处理器数量、内存信息等。如下程序所示：

public class RuntimeTest {
    public static void main(String[] args){
        //获取Java程序关联的运行对象
        Runtime rt=Runtime.getRuntime();
        System.out.println("处理器数量：" + rt.availableProcessors());
        System.out.println("空闲内存数：" + rt.freeMemory());
        System.out.println("总内存数：" + rt.totalMemory());
        System.out.println("可用最大内存数："+ rt.maxMemory());
    }
}

除此之外，Runtime类还有一个功能——它可以直接单独启动一个进程来操作系统的命令：

public class ExecTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Runtime rt=Runtime.getRuntime();
        //运行记事本程序
        rt.exec("notepad.exe");
    }
}

上面程序启动了windows系统里的“记事本”程序。Runtime提供了一系列exec()方法来运行操作系统命令。

Java实例练习

计算字符串中子串出现的次数

在实际应用中，我们常常需要了解一段特定的子字符串在已知字符串中出现的次数。例如我们可以编写程序，来测试子字符串“ab”在字符串“acahfoguhaboughoaab”中出现的次数。

1.

创建appearTimes,并在其中创建一个appearTime.java文件。在该类的主方法中创建标准输入流的扫描器对象，接收用户输入的字符串和子字符串的值。然后系统对子字符串在字符串中出现的次数进行统计。核心代码如下：

package appearTimes;

import java.util.Scanner;

public class appearTimes {
    public static void main(String[] args){
        Scanner scan=new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入你要进行测试的字符串");
        String str=scan.nextLine();
        Scanner scan1 = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入你要查找的子字符串");
        String str1 = scan1.nextLine();
        int count = 0;
        int start = 0;
        while (str.indexOf(str1, start) >= 0&& start < str.length()){
            count++;
            start = str.indexOf(str1, start) + str1.length();
        }
        System.out.println(str1 + "在" + str + "出现的次数为" + count);
    }
}

当前日期的格式化

在输出日期信息时，经常需要输出不同格式的日期格式。本例介绍了String字符串中日期格式化方法，使用不同的方式输出String类的日期格式参数值，组合这些值实现特殊格式的日期字符串

1.

新建项目DateString，并在其中创建一个DateString.java文件。在该类的主方法中通过实例化的方法对当前日期进行实例化，然后再通过各种format()方法格式化today日期对象。核心代码如下所示：

package DateString;

import java.util.Date;
import java.util.Locale;

public class DateString {
    public static void main(String[] args){
        Date today = new Date();
        // 格式化后的字符为月份的英文缩写
        String a=String.format(Locale.US, "%tb", today);
        System.out.println("格式化后的字符串为月份的英文缩写：" + a);
        // 格式化后的字符串为月份的英文全写
        String b=String.format(Locale.US, "%tB", today);
        System.out.println("格式化后的字符串为月份的英文缩写：" + b);
        // 格式化后的字符串为星期（如：星期一）
        String c=String.format("%ta", today);
        System.out.println("月格式化的字符串为星期：" + c);
        // 格式化后的字符串为星期（如：星期一）
        String d=String.format("%tA", today);
        System.out.println("格式化后的字符串为星期：" + d);
        // 格式化后的字符串为4位的年份值
        String e=String.format("%tY", today);
        System.out.println("格式化后的字符串为4位的年份值： " + e);
        // 格式化后的字符串为2位的年份值
        String f = String.format("%ty", today);
        System.out.println("格式化后的字符串为2位的年份值： " + f);
        // 格式化后的字符串为2位的月份值
        String g = String.format("%tm", today);
        System.out.println("格式化后的字符串为2位的月份值： " + g);
        // 格式化后的字符串为2位的日期值
        String h = String.format("%td", today);
        System.out.println("格式化后的字符串为2位的日期值： " + h);
    }
}

使用String类的format()方法不但可以完成日期的格式化，也可以实现时间的格式化。时间的格式化转换符要比日期转换符更多、更精确，它甚至可以将时间格式化为时、分、秒、毫秒。
在深入使用字符串之前，有一个概念一定要理解，那就是字符串时不可变的对象。理解了这个概念，对后面熟练使用字符串有很大的帮助。字符串的不可变性，意味着每当对字符串进行操作时，都将产生一个新的字符串对象，如果频繁的操作字符串对象，会在托管堆中产生大量的无用字符串，增加垃圾回收器的压力，从而造成系统资源的浪费。

《疯狂java讲义》学习（22）：系统相关操作