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。