static修饰符详解

static表示“全局”或者“静态”的意思,用来修饰成员变量和成员方法,也可以形成静态static代码块,但是Java语言中没有全局变量的概念。

被static修饰的成员变量和成员方法独立于该类的任何对象。也就是说,它不依赖类特定的实例,被类的所有实例共享。

只要这个类被加载,Java虚拟机就能根据类名在运行时数据区的方法区内定找到他们。因此,static对象可以在它的任何对象创建之前访问,无需引用任何对象。

用public修饰的static成员变量和成员方法本质是全局变量和全局方法,当声明它类的对象市,不生成static变量的副本,而是类的所有实例共享同一个static变量。

static变量前可以有private修饰,表示这个变量可以在类的静态代码块中,或者类的其他静态成员方法中使用(当然也可以在非静态成员方法中使用),但是不能在其他类中通过类名来直接引用,这一点很重要。实际上private是访问权限限定,static表示不要实例化就可以使用,这样就容易理解多了。static前面加上其它访问权限关键字的效果也以此类推。

static修饰的成员变量和成员方法习惯上称为静态变量和静态方法,可以直接通过类名来访问,访问语法为:

类名.静态方法名(参数列表...)

类名.静态变量名

用static修饰的代码块表示静态代码块,当Java虚拟机(JVM)加载类时,就会执行该代码块,用处非常大。

1、static变量

按照是否静态的对类成员变量进行分类可分两种:一种是被static修饰的变量,叫静态变量类变量,static成员变量的初始化顺序按照定义的顺序进行初始化;另一种是没有被static修饰的变量,叫实例变量

两者的区别是:

对于静态变量在内存中只有一个拷贝(节省内存),JVM只为静态分配一次内存,在加载类的过程中完成静态变量的内存分配,可用类名直接访问(方便),当然也可以通过对象来访问(但是这是不推荐的)。

对于实例变量,每创建一个实例,就会为实例变量分配一次内存,实例变量可以在内存中有多个拷贝,互不影响(灵活)。

所以一般在需要实现以下两个功能时使用静态变量:

(1)在对象之间共享值时

(2)方便访问变量时

2、静态方法

静态方法可以直接通过类名调用,任何的实例也都可以调用,因此静态方法中不能用this和super关键字不能直接访问所属类的实例变量和实例方法(就是不带static的成员变量和成员成员方法),只能访问所属类的静态成员变量和成员方法。因为实例成员与特定的对象关联。但是要注意的是,虽然在静态方法中不能访问非静态成员方法和非静态成员变量,但是在非静态成员方法中是可以访问静态成员方法/变量的。

static方法独立于任何实例,因此static方法必须被实现,而不能是抽象的abstract。

例如为了方便方法的调用,Java API中的Math类中所有的方法都是静态的,而一般类内部的static方法也是方便其它类对该方法的调用。

静态方法是类内部的一类特殊方法,只有在需要时才将对应的方法声明成静态的,一个类内部的方法一般都是非静态的

因此,如果说想在不创建对象的情况下调用某个方法,就可以将这个方法设置为static。我们最常见的static方法就是main方法,至于为什么main方法必须是static的,现在就很清楚了。因为程序在执行main方法的时候没有创建任何对象,因此只有通过类名来访问。

另外记住,即使没有显示地声明为static,类的构造器实际上也是静态方法

3、static代码块

static代码块也叫静态代码块,是在类中独立于类成员的static语句块,可以有多个,位置可以随便放,它不在任何的方法体内,JVM加载类时会执行这些静态的代码块,如果static代码块有多个,JVM将按照它们在类中出现的先后顺序依次执行它们,每个代码块只会被执行一次

static关键字还有一个比较关键的作用就是,用来形成静态代码块以优化程序性能。

为什么说static块可以用来优化程序性能,是因为它的特性:只会在类加载的时候执行一次。下面看个例子:

class Person{
    private Date birthDate;

    public Person(Date birthDate) {
        this.birthDate = birthDate;
    }

    boolean isBornBoomer() {
        Date startDate =Date.valueOf("1946");
        Date endDate =Date.valueOf("1964");
        return birthDate.compareTo(startDate)>=0 && birthDate.compareTo(endDate) < 0;
    }
}

isBornBoomer是用来这个人是否是1946-1964年出生的,而每次isBornBoomer被调用的时候,都会生成startDate和birthDate两个对象,造成了空间浪费,如果改成这样效率会更好:

class Person{
    private Date birthDate;
    private static Date startDate,endDate;
    static{
        startDate =Date.valueOf("1946");
        endDate =Date.valueOf("1964");
    }

    public Person(Date birthDate) {
        this.birthDate = birthDate;
    }

    boolean isBornBoomer() {
        return birthDate.compareTo(startDate)>=0 && birthDate.compareTo(endDate)< 0;
    }
}

因此,很多时候会将一些只需要进行一次的初始化操作都放在static代码块中进行。

4、final static

static final用来修饰成员变量和成员方法,可简单理解为“全局常量”。

对于变量,表示一旦给值就不可修改,并且通过类名可以访问。

对于方法,表示不可覆盖,并且可以通过类名直接访问。

对于被static和final修饰过的实例常量,实例本身不能再改变了,但对于一些容器类型(比如,ArrayList、HashMap)的实例变量,不可以改变容器变量本身,但可以修改容器中存放的对象,这一点在编程中用到很多。

public class TestStaticFinal {
        private static final StringstrStaticFinalVar = "aaa";
        private static String strStaticVar =null;
        private final String strFinalVar =null;
        private static final intintStaticFinalVar = 0;
        private static final IntegerintegerStaticFinalVar = new Integer(8);
        private static final ArrayList<String> alStaticFinalVar = new ArrayList<String>();

        private void test() {

                strStaticFinalVar="哈哈哈哈";  //错误,final表示终态,不可以改变变量本身.
                strStaticVar = "哈哈哈哈";       //正确,static表示类变量,值可以改变.
                strFinalVar="呵呵呵呵";        //错误, final表示终态,在定义的时候就要初值(哪怕给个null),一旦给定后就不可再更改。
                intStaticFinalVar=2;           //错误, final表示终态,在定义的时候就要初值(哪怕给个null),一旦给定后就不可再更改。
                integerStaticFinalVar=newInteger(8);  //错误, final表示终态,在定义的时候就要初值(哪怕给个null),一旦给定后就不可再更改。
                alStaticFinalVar.add("aaa");      //正确,容器变量本身没有变化,但存放内容发生了变化。这个规则是非常常用的,有很多用途。
                alStaticFinalVar.add("bbb");      //正确,容器变量本身没有变化,但存放内容发生了变化。这个规则是非常常用的,有很多用途。

        } 

5、执行顺序

静态代码块、静态方法、构造方法等在类加载、实例化的时候的执行顺序是怎样的呢?下面通过一个例子来验证:有这样两个类:

class Father{

      static int a = before();

      static{
             System.out.println("Fatherstatic");
      }

      static int b = after();

      public Father(){
             System.out.println("Fatherconstructor");
      }

      static int before(){
             System.out.println("Fatherstatic before");
             return 1;
      }

      static int after(){
             System.out.println("Fatherstatic after");
             return 2;
      }
}

class Son extends Father{

      int a = fun();
      int b = fun2();
      static{
             System.out.println("Sonstatic");
      }

      public Son(){
             System.out.println("Sonconstructor");
      }

      static int fun(){
             System.out.println("Son staticfunction");
             return 1;
      }

      int fun2(){
             System.out.println("Sonnon-static function");
             return 1;
      }
}

用下面的代码测试:

Class s =Class.forName("Son");

打印结果如下:

Father staticbefore

Father static

Father staticafter

Son static

Class.forName是将类加载到JVM,可见加载子类之前,需要先加载父类,并按照出现的顺序执行其中的静态代码块、静态方法(如果有调用)。

改用下面的代码测试:

Son son = newSon();

打印结果如下:

Father staticbefore

Father static

Father staticafter

Son static

Fatherconstructor

Son staticfunction

Son non-staticfunction

Son constructor

上面的代码直接将Son实例化,同样需要先将Class文件加载至虚拟机,因此前四行的打印结果与上例相同。

可见,代码的执行顺序为:先执行静态代码,再执行构造方法;先执行父类,在执行子类。

上一篇:Java是如何实现平台无关性的


下一篇:Java虚拟机与平台无关性