深入理解static关键字

在开始讲static之前,我想让各位看一段有意思的代码:

public class Test {
     
    static{
        System.out.println("test static 1");
    }
  
    static{
        System.out.println("test static 2");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
         
    }
}

看完程序,小白童鞋发话了:啥玩意?main方法中啥都没有,能运行啥?博主你个星星星…

运行结果:
test static 1
test static 2

小白童鞋:那啥…那啥…博主我说啥了,我啥都没说…

其实,上面的代码懂的自然懂,不懂的自然就不懂了,因为上面的代码涉及到JVM的类加载了!当然不在本篇博客文章的范畴内,如果有兴趣理解上面的程序,这篇文章可能会对你有所帮助

别翻了,这篇文章绝对让你深刻理解java类的加载以及ClassLoader源码分析【JVM篇二】

1、static存在的主要意义

static的主要意义是在于创建独立于具体对象的域变量或者方法。以致于即使没有创建对象,也能使用属性和调用方法

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。static块可以置于类中的任何地方,类中可以有多个static块。在类初次被加载的时候,会按照static块的顺序来执行每个static块,并且只会执行一次。

  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。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。

2、static的独特之处

1、被static修饰的变量或者方法是独立于该类的任何对象,也就是说,这些变量和方法不属于任何一个实例对象,而是被类的实例对象所共享

怎么理解 “被类的实例对象所共享” 这句话呢?就是说,一个类的静态成员,它是属于大伙的【大伙指的是这个类的多个对象实例,我们都知道一个类可以创建多个实例!】,所有的类对象共享的,不像成员变量是自个的【自个指的是这个类的单个实例对象】…我觉得我已经讲的很通俗了,你明白了咩?

2、在该类被第一次加载的时候,就会去加载被static修饰的部分,而且只在类第一次使用时加载并进行初始化,注意这是第一次用就要初始化,后面根据需要是可以再次赋值的。

3、static变量值在类加载的时候分配空间,以后创建类对象的时候不会重新分配。赋值的话,是可以任意赋值的!

4、被static修饰的变量或者方法是优先于对象存在的,也就是说当一个类加载完毕之后,即便没有创建对象,也可以去访问。

3、static应用场景

因为static是被类的实例对象所共享,因此如果某个成员变量是被所有对象所共享的,那么这个成员变量就应该定义为静态变量

因此比较常见的static应用场景有:

1、修饰成员变量
2、修饰成员方法
3、静态代码块
4、修饰类【只能修饰内部类也就是静态内部类】
5、静态导包

以上的应用场景将会在下文陆续讲到…

4、静态变量和实例变量的概念

静态变量:
static修饰的成员变量叫做静态变量【也叫做类变量】,静态变量是属于这个类,而不是属于是对象。

实例变量:
没有被static修饰的成员变量叫做实例变量,实例变量是属于这个类的实例对象。

还有一点需要注意的是:static是不允许用来修饰局部变量,不要问我问什么,因为java规定的!

5、静态变量和实例变量区别【重点常用】

静态变量:
静态变量由于不属于任何实例对象,属于类的,所以在内存中只会有一份,在类的加载过程中,JVM只为静态变量分配一次内存空间。

实例变量:
每次创建对象,都会为每个对象分配成员变量内存空间,实例变量是属于实例对象的,在内存中,创建几次对象,就有几份成员变量。

我相信各位智商都比宜春智商要高,应该都能理解上面的话。下面举了例子完全出于娱乐,理解了大可不必看,下面的例子仅供参考,仅供娱乐一下下气氛,赶时间的熊dei大可略过!

怎么理解呢?打个比喻吧…就比方说程序员小王是一个比较温柔阳光的男孩子,这1024的这一天,老板闲的没事,非要拉着程序员小王来玩耍,怎么个玩法呢?老板和小王一人拿着一把菜刀,规则很简单,互相伤害,一人一刀,你一刀,我一刀….游戏一开始,老板二话不说,跳起来就是一刀,程序员小王二话也没说反手就是一菜刀回去,这个时候老板发飙了,双眼瞪得忒大,跳起来又是一刀,这个时候程序员小王不敢还手了,就没动手。没想到老板越来越生猛,左一刀右一刀全程下来差不多砍个半个时….程序员小王一直没有还过手,因为小王知道他是老板…

这个程序员小王只会在老板第一次挥刀的时候,回老板一刀,之后就不还手了,这个时候我们把程序员小王看做是静态变量,把老板第一次向小王挥刀看做是类加载,把小王回老板一刀看出是分配内存空间,而一人一刀这个回合过程看成是类加载的过程,之后老板的每一刀都看成是创建一次对象。

连贯起来就是static变量值在类第一次加载的时候分配空间,以后创建类对象的时候不会重新分配

之后这个老板挨了一刀之后躺医院了一年,一出院回到公司第一件事就是拉程序员宜春出来玩耍,老板殊不知其然,这个博主程序员宜春性格异常暴躁,老板递给程序员宜春一把菜刀,博主宜春一接过菜刀,猝不及防的被老板跳起来就是一刀,程序员宜春痛的嗷了一声,暴躁的程序员宜春还没嗷完,在嗷的同时跳起来就是给老板一刀,接着老板跳起来又是一刀,程序员宜春嗷的一声又是回一刀,老板跳起来又一刀,程序员宜春嗷的一声又是回一刀,只要老板没停程序员宜春就没停,因为程序员宜春知道,就自己这曝脾气,暴躁起来si都敢摸,肯定有几个老铁知道….

程序员宜春就类似实例变量,每次创建对象,都会为每个对象分配成员变量内存空间,就像老板来一刀,程序员宜春都会回一刀这样子的…

6、访问静态变量和实例变量的两种方式

我们都知道静态变量是属于这个类,而不是属于是对象,static独立于对象。

但是各位有木有想过:静态成员变量虽然独立于对象,但是不代表不可以通过对象去访问,所有的静态方法和静态变量都可以通过对象访问【只要访问权限足够允许就行】,不理解没关系,来个代码就理解了

public class StaticDemo {
        static int value = 666;
        public static void main(String[] args) throws Exception{
            new StaticDemo().method();
        }
        private void method(){
            int value = 123;
            System.out.println(this.value);
        }
}

猜想一下结果,我猜你的结果是123,哈哈是咩?其实

运行结果: 666

回过头再去品味一下上面的那段话,你就能非常客观明了了,这个思想概念要有只是这种用法不推荐!

因此小结一下访问静态变量和实例变量的两种方法:

静态变量:

类名.静态变量

对象.静态变量(不推荐)

静态方法:

类名.静态方法

对象.静态方法(不推荐)

7、static静态方法

static修饰的方法也叫做静态方法,不知道各位发现咩有,其实我们最熟悉的static静态方法就是main方法了~小白童鞋:喔好像真的是哦~。由于对于静态方法来说是不属于任何实例对象的,this指的是当前对象,因为static静态方法不属于任何对象,所以就谈不上this了。

还有一点就是:构造方法不是静态方法

8、static静态代码块

先看个程序吧,看看自个是否掌握了static代码块,下面程序代码继承关系为 BaseThree——> BaseTwo——> BaseOne

BaseOne类

package com.gx.initializationblock;
public class BaseOne {
    public BaseOne() {
        System.out.println("BaseOne构造器");
    }
    {
        System.out.println("BaseOne初始化块");
        System.out.println();
    }
    static {
        System.out.println("BaseOne静态初始化块");
    }
}

BaseTwo类

package com.gx.initializationblock;
public class BaseTwo extends BaseOne {
    public BaseTwo() {
        System.out.println("BaseTwo构造器");
    }
    {
        System.out.println("BaseTwo初始化块");
    }
    static {
        System.out.println("BaseTwo静态初始化块");
    }
}

BaseThree 类

package com.gx.initializationblock;
public class BaseThree extends BaseTwo {
    public BaseThree() {
        System.out.println("BaseThree构造器");
    }
    {
        System.out.println("BaseThree初始化块");
    }
    static {
        System.out.println("BaseThree静态初始化块");
    }
}

测试demo2类

package com.gx.initializationblock;
/*
     注:这里的ABC对应BaseOne、BaseTwo、BaseThree 
 * 多个类的继承中初始化块、静态初始化块、构造器的执行顺序
     在继承中,先后执行父类A的静态块,父类B的静态块,最后子类的静态块,
     然后再执行父类A的非静态块和构造器,然后是B类的非静态块和构造器,最后执行子类的非静态块和构造器
 */
public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        BaseThree baseThree = new BaseThree();
        System.out.println("-----");
        BaseThree baseThree2 = new BaseThree();
    }
}

运行结果

BaseOne静态初始化块
BaseTwo静态初始化块
BaseThree静态初始化块
BaseOne初始化块
BaseOne构造器
BaseTwo初始化块
BaseTwo构造器
BaseThree初始化块
BaseThree构造器
-----
BaseOne初始化块
BaseOne构造器
BaseTwo初始化块
BaseTwo构造器
BaseThree初始化块
BaseThree构造器

至于static代码块运行结果不是很清晰的童鞋,详细讲解请看这篇Static静态代码块以及各代码块之间的执行顺序

以上仅仅是让各位明确代码块之间的运行顺序,显然还是不够的,静态代码块通常用来对静态变量进行一些初始化操作,比如定义枚举类,代码如下:

public enum WeekDayEnum {
    MONDAY(1,"周一"),
    TUESDAY(2, "周二"),
    WEDNESDAY(3, "周三"),
    THURSDAY(4, "周四"),
    FRIDAY(5, "周五"),
    SATURDAY(6, "周六"),
    SUNDAY(7, "周日");
 
    private int code;
    private String desc;
 
    WeekDayEnum(int code, String desc) {
        this.code = code;
        this.desc = desc;
    }
 
    private static final Map<Integer, WeekDayEnum> WEEK_ENUM_MAP = new HashMap<Integer, WeekDayEnum>();
 
    // 对map进行初始化
    static {
        for (WeekDayEnum weekDay : WeekDayEnum.values()) {
            WEEK_ENUM_MAP.put(weekDay.getCode(), weekDay);
        }
    }
 
    public static WeekDayEnum findByCode(int code) {
        return WEEK_ENUM_MAP.get(code);
    }
 
    public int getCode() {
        return code;
    }
 
    public void setCode(int code) {
        this.code = code;
    }
 
    public String getDesc() {
        return desc;
    }
 
    public void setDesc(String desc) {
        this.desc = desc;
    }
} 

当然不仅仅是枚举这一方面,还有我们熟悉的单例模式同样也用到了静态代码块,如下:

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
 
    static {
        instance = new Singleton();
    }
 
    private Singleton() {}
 
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

9、static变量与普通变量区别

static变量也称作静态变量,静态变量和非静态变量的区别是:静态变量被所有的对象所共享,在内存中只有一个副本,它当且仅当在类初次加载时会被初始化。而非静态变量是对象所拥有的,在创建对象的时候被初始化,存在多个副本,各个对象拥有的副本互不影响。

还有一点就是static成员变量的初始化顺序按照定义的顺序进行初始化。

10、静态内部类

静态内部类与非静态内部类之间存在一个最大的区别,我们知道非静态内部类在编译完成之后会隐含地保存着一个引用,该引用是指向创建它的外围内,但是静态内部类却没有。没有这个引用就意味着:

1、它的创建是不需要依赖外围类的创建。
2、它不能使用任何外围类的非static成员变量和方法。

代码举例(静态内部类实现单例模式)

public class Singleton {
    
   // 声明为 private 避免调用默认构造方法创建对象
    private Singleton() {
    }
    
   // 声明为 private 表明静态内部该类只能在该 Singleton 类中被访问
    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    public static Singleton getUniqueInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

Singleton 类加载时,静态内部类 SingletonHolder 没有被加载进内存。只有当调用 getUniqueInstance()方法从而触发 SingletonHolder.INSTANCESingletonHolder 才会被加载,此时初始化 INSTANCE 实例,并且 JVM 能确保 INSTANCE 只被实例化一次。

这种方式不仅具有延迟初始化的好处,而且由 JVM 提供了对线程安全的支持。

11、静态导包

静态导包格式:import static

这两个关键字连用可以指定导入某个类中的指定静态资源,并且不需要使用类名调用类中静态成员,可以直接使用类中静态成员变量和成员方法

//  Math. --- 将Math中的所有静态资源导入,这时候可以直接使用里面的静态方法,而不用通过类名进行调用
//  如果只想导入单一某个静态方法,只需要将换成对应的方法名即可
 
import static java.lang.Math.;
//  换成import static java.lang.Math.max;具有一样的效果
 
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
 
        int max = max(1,2);
        System.out.println(max);
    }
}

静态导包在书写代码的时候确实能省一点代码,可以直接调用里面的静态成员,但是会影响代码可读性,所以开发中一般情况下不建议这么使用。

12、static注意事项

1、静态只能访问静态。
2、非静态既可以访问非静态的,也可以访问静态的。

13、final与static的藕断丝连

到这里文章本该结束了的,但是static的使用始终离不开final字眼,二者可谓藕断丝连,常常繁见,我觉得还是很有必要讲讲,那么一起来看看下面这个程序吧。

package Demo;
class FinalDemo {
    public final double i = Math.random();
    public static double t = Math.random();
}
public class DemoDemo {
    public static void main(String[] args) {
        FinalDemo demo1 = new FinalDemo();
        FinalDemo demo2 = new FinalDemo();
        System.out.println("final修饰的  i=" + demo1.i);
        System.out.println("static修饰的 t=" + demo1.t);
        System.out.println("final修饰的  i=" + demo2.i);
        System.out.println("static修饰的 t=" + demo2.t);
        System.out.println("t+1= "+ ++demo2.t );
//      System.out.println( ++demo2.i );//编译失败
      }
}
运行结果:
    final修饰的  i=0.7282093281367935
    static修饰的 t=0.30720545678577604
    final修饰的  i=0.8106990945706758
    static修饰的 t=0.30720545678577604
    t+1= 1.307205456785776

static修饰的变量没有发生变化是因为static作用于成员变量只是用来表示保存一份副本,其不会发生变化。怎么理解这个副本呢?其实static修饰的在类加载的时候就加载完成了(初始化),而且只会加载一次也就是说初始化一次,所以不会发生变化!

至于final修饰的反而发生变化了?是不是巅覆你对final的看法?关于final详细讲解博主也准备好了一篇文章程序员你真的理解final关键字吗?

ok,文章就先到这里了,希望这篇文章能够帮助到你对static的认识,若有不足或者不正之处,希望谅解并欢迎批评指正!

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参考:
《java编程思想》
http://baijiahao.baidu.com/s?id=1601254463089390982&wfr=spider&for=pc
https://blog.csdn.net/qq_34337272/article/details/82766943
https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3799052.html

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