Java技术——Java中的static关键字解析
0. 前言
static是Java中的重要的一个点。也是面试的时候经常被问到的点,如果理解不够很容易给面试官语言基础不扎实的印象。本文从static方法、static内部类、static变量、以及static代码块四个角度分别解析static关键字。转载请注明出处为SEU_Calvin的博客。
1. static方法
《Java编程思想》里有这么一句话——“static方法就是没有this的方法。在static方法内部不能调用非静态方法,反过来是可以的。而且可以在没有创建任何对象的前提下,仅仅通过类本身来调用static方法。这实际上正是static方法的主要用途。”
static方法一般称作静态方法,由于静态方法不依赖于任何对象、仅通过类名就可以进行访问,前提是类被加载。也因此在静态方法中不能访问类的非静态成员方法/变量,因为非静态成员方法/变量都是必须依赖具体的对象才能够被调用,如果通过类名调用静态方法,而该方法内部有非静态变量,此时对象都还没有创建,就会产生错误,因此Java设置了这样的限制。当然反过来,在非静态成员方法中是可以访问静态成员方法/变量的。
我们最常见的static方法就是main方法,另外还有,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。
还有就是需要注意,如果你没必要访问对象外部,那么就把你的方法成为静态方法,因为它会比实例方法更快的调用(后者为了实现多态需维护一个虚拟函数导向表)。
2. static内部类
静态内部类和非静态内部类是我们在开发中都经常用到的,那么两者之间到底有什么不同呢?
这里主要总结一下两者的区别,顺便提出在使用static内部类时需要注意的一些性质:
(1)内部静态类不需要有指向外部类的引用,但非静态内部类需要持有对外部类的引用。这也是很多非静态内部类经常默认Android Activity外部类的引用,从而间接导致内存泄漏的原因。
(2)非静态内部类能够访问外部类的静态和非静态成员,显然一个非静态内部类不能脱离外部类实体被创建,而静态类不能访问外部类的非静态成员,它只能访问外部类的静态成员。这一点和上面static方法的性质类似。
3. static变量
同样介绍静态变量和非静态变量的区别:
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。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。
需要注意的是,不论是static方法还是static变量,通过类名直接调用时,也会判断该方法/变量是否被修饰为private,如果是,仍然是无法获取到的,这说明static关键字无法改变成员的访问权限。
4. static代码块
首先看看下面程序会输出什么呢?
public class Test {
static{ System.out.println("test static 1");}
public static void main(String[] args) {}
static{ System.out.println("test static 2");}
}
虽然在main方法中没有任何语句,但是还是会输出"test static 1"、"test static 2",static块可以置于类中的任何地方,只要不是方法内部,类中也可以有多个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。
根据只会执行一次的特性,静态代码块可以用以优化程序性能。实例如下:
class Person{
private Date birthDate;
public Person(Date birthDate) {
this.birthDate = birthDate;
}
boolean isBirthdaySuitable() {
Date startDate = Date.valueOf("1990");
Date endDate = Date.valueOf("1999");
return birthDate.compareTo(startDate)>=0 && birthDate.compareTo(endDate) <= 0;
}
}
这个实例用于判断该Person是否是90后孤寡老人。每次isBirthdaySuitable()被调用的时候,都会生成startDate和endDate两个对象,造成了空间浪费,使用static静态块优化如下:
class Person{
private Date birthDate;
private static Date startDate,endDate;
//一次性的初始化操作放在static代码块中进行
static{
startDate = Date.valueOf("1990");
endDate = Date.valueOf("1999");
}
public Person(Date birthDate) {
this.birthDate = birthDate;
}
boolean isBirthdaySuitable () {
return birthDate.compareTo(startDate)>=0 && birthDate.compareTo(endDate) <=0;
}
}
5. static代码块的执行顺序
先看看下面程序会输出什么?
public class Test {
Person person = new Person("Test");
static{
System.out.println("test static");
} public Test() {
System.out.println("test constructor");
} public static void main(String[] args) {
new MyClass();
}
} class Person{
static{
System.out.println("person static");
}
public Person(String str) {
System.out.println("person "+str);
}
} class MyClass extends Test {
Person person = new Person("MyClass");
static{
System.out.println("myclass static");
} public MyClass() {
System.out.println("myclass constructor");
}
}
我们来分析一下这段代码的执行过程:
(1)首先加载Test类,因此会先执行Test类中的static块。
(2)接着执行main函数中的newMyClass(),而MyClass类还没有被加载,因此需要加载MyClass类。在加载MyClass类的时候,发现MyClass类继承自Test类,但是由于Test类已经被加载过了,所以只需要加载MyClass类,那么就会执行MyClass类的中的static块。
(3)在加载完之后,就通过构造器来生成对象。而在生成对象的时候,必须先初始化父类的成员变量,因此会执行Test中的Personperson = new Person(),而Person类还没有被加载,因此会先加载Person类并执行Person类中的static块,接着执行父类的构造器,完成了父类的初始化。
(4)最后初始化MyClass,因此会先接着执行MyClass中的Person person = new Person(),最后执行MyClass的构造器。
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