15.5    Die Utility-Klassen System und Properties 

In der Klasse java.lang.System finden sich Methoden zum Erfragen und Ändern von Systemvariablen, zum Umlenken der Standarddatenströme, zum Ermitteln der aktuellen Zeit, zum Beenden der Applikation und noch für das ein oder andere. Alle Methoden sind ausschließlich statisch, und ein Exemplar von System lässt sich nicht anlegen. In der Klasse java. lang.Runtime finden sich zusätzlich Hilfsmethoden, wie etwa für das Starten von externen Programmen oder Methoden zum Erfragen des Speicherbedarfs. Anders als System ist hier nur eine Methode statisch, nämlich die Singleton-Methode getRuntime(), die das Exemplar von Runtime liefert.

Abbildung 15.4    Eigenschaften der Klassen »System« und »Runtime«

 

15.5.1    Speicher der JVM 

Das Runtime -Objekt hat drei Methoden, die Auskunft über den Speicher der JVM geben:

• maxMemory() liefert die Anzahl der Bytes, die maximal für die JVM verfügbar sind. Der Wert kann beim Aufruf der JVM mit -Xmx in der Kommandozeile gesetzt werden.

• totalMemory() ist das, was aktuell genutzt wird und bis auf maxMemory() wachsen kann. Es kann prinzipiell auch wieder schrumpfen. Es gilt: maxMemory() > totalMemory().

• freeMemory() ist das, was frei für neue Objekte ist und die automatische Speicherbereinigung auch wieder anhebt. Es gilt: totalMemory() > freeMemory(). Allerdings ist freeMemory() nicht der gesamte freie verfügbare Speicherbereich, denn es fehlt noch der »Anteil« von maxMemory().

Zwei Informationen fehlen also, die berechnet werden müssen:

Benutzter Speicher:

long usedMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory();

Freier Gesamtspeicher:

long totalFreeMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory() - usedMemory;

long totalMemory     = Runtime.getRuntime().totalMemory();

long freeMemory      = Runtime.getRuntime().freeMemory();

long maxMemory       = Runtime.getRuntime().maxMemory();

long usedMemory      = totalMemory - freeMemory;

long totalFreeMemory = maxMemory - usedMemory;



System.out.printf(

  "total=%d MiB, free=%d MiB, max=%d MiB, used=%d MiB, total free=%d MiB%n",

  totalMemory >> 20, freeMemory >> 20, maxMemory >> 20,

  usedMemory >> 20, totalFreeMemory >> 20 );

total=126 MiB, free=124 MiB, max=2016 MiB, used=1 MiB, total free=2014 MiB

 

15.5.2    Anzahl der CPUs bzw. Kerne 

Die Runtime-Methode availableProcessors() liefert die Anzahl logischer Prozessoren bzw. Kerne.

System.out.println( Runtime.getRuntime().availableProcessors() );  // 4

 

15.5.3    Systemeigenschaften der Java-Umgebung 

Die Java-Umgebung verwaltet Systemeigenschaften wie Pfadtrenner oder die Version der virtuellen Maschine in einem java.util.Properties-Objekt. Die statische Methode System.getProperties() erfragt diese Systemeigenschaften und liefert das gefüllte Properties-Objekt zurück. Zum Erfragen einzelner Eigenschaften ist das Properties-Objekt aber nicht unbedingt nötig: System.getProperty(…) erfragt direkt eine Eigenschaft.

System.out.println( System.getProperty( "os.name" ) );  // z. B. Windows 10

System.getProperties().list( System.out );

-- listing properties --

sun.desktop=windows

awt.toolkit=sun.awt.windows.WToolkit

java.specification.version=9

file.encoding.pkg=sun.io

sun.cpu.isalist=amd64

…

Tabelle 15.5 zeigt eine Liste der wichtigen Standardsystemeigenschaften:

Tabelle 15.5    Standardsystemeigenschaften

API-Dokumentation

Ein paar weitere Schlüssel zählt die API-Dokumentation bei System.getProperties() auf. Einige der Variablen sind auch anders zugänglich, etwa über die Klasse File.

final class java.lang.System

• static String getProperty(String key)
  
  Gibt die Belegung einer Systemeigenschaft zurück. Ist der Schlüssel null oder leer, gibt es eine NullPointerException bzw. eine IllegalArgumentException.

• static String getProperty(String key, String def)
  
  Gibt die Belegung einer Systemeigenschaft zurück. Ist sie nicht vorhanden, liefert die Methode die Zeichenkette def, den Default-Wert. Für die Ausnahmen gilt das Gleiche wie bei getProperty(String).

• static String setProperty(String key, String value)
  
  Belegt eine Systemeigenschaft neu. Die Rückgabe ist die alte Belegung – oder null, falls es keine alte Belegung gab.

• static String clearProperty(String key)
  
  Löscht eine Systemeigenschaft aus der Liste. Die Rückgabe ist die alte Belegung – oder null, falls es keine alte Belegung gab.

• static Properties getProperties()
  
  Liefert ein mit den aktuellen Systembelegungen gefülltes Properties-Objekt.

 

15.5.4    Eigene Properties von der Konsole aus setzen * 

Eigenschaften lassen sich auch beim Programmstart von der Konsole aus setzen. Dies ist praktisch für eine Konfiguration, die beispielsweise das Verhalten des Programms steuert. In der Kommandozeile werden mit -D der Name der Eigenschaft und nach einem Gleichheitszeichen (ohne Weißraum) ihr Wert angegeben. Das sieht dann etwa so aus:

$ java -DLOG –DUSER=Chris -DSIZE=100 com.tutego.insel.lang.SetProperty

Die Property LOG ist einfach nur »da«, aber ohne zugewiesenen Wert. Die nächsten beiden Properties, USER und SIZE, sind mit Werten verbunden, die erst einmal vom Typ String sind und vom Programm weiterverarbeitet werden müssen. Die Informationen tauchen nicht bei der Argumentliste in der statischen main(String[])-Methode auf, da sie vor dem Namen der Klasse stehen und bereits von der Java-Laufzeitumgebung verarbeitet werden.

Abbildung 15.5    Entwicklungsumgebungen erlauben es, die Kommandozeilenargumente in einem Fenster zu setzen. Unter Eclipse gehen wir dazu unter »Run • Run Configurations« zum Reiter »Arguments«.

Um die Eigenschaften auszulesen, nutzen wir das bekannte System.getProperty(…):

Listing 15.3    com/tutego/insel/lang/SetProperty.java, main()

Optional<String> logProperty = ofNullable( System.getProperty( "LOG" ) );

Optional<String> usernameProperty = ofNullable( System.getProperty( "USER" ) );

Optional<String> sizeProperty = ofNullable( System.getProperty( "SIZE" ) );



System.out.println( logProperty.isPresent() );                          // true

usernameProperty.ifPresent( System.out::println );                      // Chris

sizeProperty.map( Integer::parseInt ).ifPresent( System.out::println ); // 100

System.out.println( System.getProperty( "DEBUG", "false" ) );           // false

Wir bekommen über getProperty(String) einen String zurück, der den Wert anzeigt. Falls es überhaupt keine Eigenschaft dieses Namens gibt, erhalten wir stattdessen null. So wissen wir auch, ob dieser Wert überhaupt gesetzt wurde. Ein einfacher null-Test sagt also aus, ob logProperty vorhanden ist oder nicht. Statt -DLOG führt auch -DLOG= zum gleichen Ergebnis, denn der assoziierte Wert ist der Leer-String. Da alle Properties erst einmal vom Typ String sind, lässt sich usernameProperty einfach ausgeben, und wir bekommen entweder null oder den hinter = angegebenen String. Sind die Typen keine Strings, müssen sie weiterverarbeitet werden, also etwa mit Integer.parseInt(), Double.parseDouble() usw. Nützlich ist die Methode System.getProperty(String, String), der zwei Argumente übergeben werden, denn das zweite Argument steht für einen Default-Wert. So kann immer ein Standardwert angenommen werden.

Boolean.getBoolean(String)

Im Fall von Properties, die mit Wahrheitswerten belegt werden, kann Folgendes geschrieben werden:

boolean b = Boolean.parseBoolean( System.getProperty( property ) );  // (*)

Für die Wahrheitswerte gibt es eine andere Variante. Die statische Methode Boolean.getBoolean(String) sucht aus den System-Properties eine Eigenschaft mit dem angegebenen Namen heraus. Analog zur Zeile (*) ist also:

boolean b = Boolean.getBoolean( property );

Es ist schon erstaunlich, diese statische Methode in der Wrapper-Klasse Boolean anzutreffen, weil Property-Zugriffe nichts mit den Wrapper-Objekten zu tun haben und die Klasse hier eigentlich über ihre Zuständigkeit hinausgeht.

Gegenüber einer eigenen, direkten System-Anfrage hat getBoolean(String) auch den Nachteil, dass wir bei der Rückgabe false nicht unterscheiden können, ob es die Eigenschaft schlichtweg nicht gibt oder ob die Eigenschaft mit dem Wert false belegt ist. Auch falsch gesetzte Werte wie -DP=fa1se ergeben immer false.[ 238 ](Das liegt an der Implementierung: Boolean.valueOf("false") liefert genauso false wie Boolean.valueOf("") oder Boolean.valueOf(null). )

final class java.lang.Boolean

implements Serializable, Comparable<Boolean>

• static boolean getBoolean(String name)
  
  Liest eine Systemeigenschaft mit dem Namen name aus und liefert true, wenn der Wert der Property gleich dem String "true" ist. Die Rückgabe ist false, wenn entweder der Wert der Systemeigenschaft "false" ist oder wenn er nicht existiert oder null ist.

 

15.5.5    Zeilenumbruchzeichen, line.separator 

Um nach dem Ende einer Zeile an den Anfang der nächsten zu gelangen, wird ein Zeilenumbruch (engl. new line) eingefügt. Das Zeichen für den Zeilenumbruch muss kein einzelnes sein, es können auch mehrere Zeichen nötig sein. Zum Leidwesen der Programmierer unterscheidet sich die Anzahl der Zeichen für den Zeilenumbruch auf den bekannten Architekturen:

• Unix: Line Feed (Zeilenvorschub)

• Macintosh: Carriage Return (Wagenrücklauf)

• Windows: beide Zeichen (Carriage Return und Line Feed)

Der Steuercode für Carriage Return (kurz CR) ist 13 (0x0D), der für Line Feed (kurz LF) 10 (0x0A). Java vergibt obendrein eigene Escape-Sequenzen für diese Zeichen: \r für Carriage Return und \n für Line Feed. (Die Sequenz \f für einen Form Feed, also einen Seitenvorschub, spielt bei den Zeilenumbrüchen keine Rolle.)

In Java gibt es drei Möglichkeiten, um an das Zeilenumbruchzeichen bzw. die Zeilenumbruchzeichenfolge des Systems heranzukommen:

1. mit dem Aufruf von System.getProperty("line.separator")

2. mit dem Aufruf von System.lineSeparator()

3. Nicht immer ist es nötig, das Zeichen (bzw. genau genommen eine mögliche Zeichenfolge) einzeln zu erfragen. Ist das Zeichen Teil einer formatierten Ausgabe beim Formatter, String.format(…) bzw. printf(…), so steht der Formatspezifizierer %n für genau die im System hinterlegte Zeilenumbruchzeichenfolge.

 

15.5.6    Umgebungsvariablen des Betriebssystems 

Fast jedes Betriebssystem nutzt das Konzept der Umgebungsvariablen (engl. environment variables); bekannt ist etwa PATH für den Suchpfad für Applikationen unter Windows und unter Unix. Java macht es möglich, auf diese System-Umgebungsvariablen zuzugreifen. Dazu dienen zwei statische Methoden:

final class java.lang.System

• static Map<String, String> getEnv()
  
  Liest eine Menge von <String, String>-Paaren mit allen Systemeigenschaften.

• static String getEnv(String name)
  
  Liest eine Systemeigenschaft mit dem Namen name. Gibt es sie nicht, ist die Rückgabe null.

Tabelle 15.6    Auswahl einiger unter Windows verfügbarer Umgebungsvariablen

Einige der Variablen sind auch über die System-Properties (System.getProperties(), System.getProperty(…)) erreichbar.

Map<String,String> map = System.getenv();

map.forEach( (k, v) -> System.out.printf( "%s=%s%n", k, v ) );