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关于java中Static关键字的加强理解

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static关键字是很多朋友在编写代码和阅读代码时碰到的比较难以理解的一个关键字，也是各大公司的面试官喜欢在面试时问到的知识点之一。下面就先讲述一下static关键字的用法和平常容易误解的地方，最后列举了一些面试笔试中常见的关于static的考题。以下是本文的目录大纲：

一.static关键字的用途

二.static关键字的误区

三.常见的笔试面试题

一.static关键字的用途

在《Java编程思想》P86页有这样一段话：

“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。”

这段话虽然只是说明了static方法的特殊之处，但是可以看出static关键字的基本作用，简而言之，一句话来描述就是：

方便在没有创建对象的情况下来进行调用（方法/变量）。

很显然，被static关键字修饰的方法或者变量不需要依赖于对象来进行访问，只要类被加载了，就可以通过类名去进行访问。

static可以用来修饰类的成员方法、类的成员变量，另外可以编写static代码块来优化程序性能。

1）static方法

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就可以进行访问，因此对于静态方法来说，是没有this的，因为它不依附于任何对象，既然都没有对象，就谈不上this了。并且由于这个特性，在静态方法中不能访问类的非静态成员变量和非静态成员方法，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。

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。举个简单的例子：

在上面的代码中，由于print2方法是独立于对象存在的，可以直接用过类名调用。假如说可以在静态方法中访问非静态方法/变量的话，那么如果在main方法中有下面一条语句：

MyObject.print2();

此时对象都没有，str2根本就不存在，所以就会产生矛盾了。同样对于方法也是一样，由于你无法预知在print1方法中是否访问了非静态成员变量，所以也禁止在静态成员方法中访问非静态成员方法。

而对于非静态成员方法，它访问静态成员方法/变量显然是毫无限制的。

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。

2）static变量

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。

static成员变量的初始化顺序按照定义的顺序进行初始化。

3）static代码块

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。下面看个例子:

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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：

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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。

二.static关键字的误区

1.static关键字会改变类中成员的访问权限吗？

有些初学的朋友会将java中的static与C/C++中的static关键字的功能混淆了。在这里只需要记住一点：与C/C++中的static不同，Java中的static关键字不会影响到变量或者方法的作用域。在Java中能够影响到访问权限的只有private、public、protected（包括包访问权限）这几个关键字。看下面的例子就明白了：

提示错误"Person.age 不可视"，这说明static关键字并不会改变变量和方法的访问权限。

2.能通过this访问静态成员变量吗？

虽然对于静态方法来说没有this，那么在非静态方法中能够通过this访问静态成员变量吗？先看下面的一个例子，这段代码输出的结果是什么？

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public class Main {
    static int value = 33;
 
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        new Main().printValue();
    }
 
    private void printValue(){
        int value = 3;
        System.out.println(this.value);
    }
}

 

这里面主要考察队this和static的理解。this代表什么？this代表当前对象，那么通过new Main()来调用printValue的话，当前对象就是通过new Main()生成的对象。而static变量是被对象所享有的，因此在printValue中的this.value的值毫无疑问是33。在printValue方法内部的value是局部变量，根本不可能与this关联，所以输出结果是33。在这里永远要记住一点：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）。

3.static能作用于局部变量么？

在C/C++中static是可以作用域局部变量的，但是在Java中切记：static是不允许用来修饰局部变量。不要问为什么，这是Java语法的规定。

三.常见的笔试面试题

下面列举一些面试笔试中经常遇到的关于static关键字的题目，仅供参考，如有补充欢迎下方留言。

1.下面这段代码的输出结果是什么？

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public class Test extends Base{
 
    static{
        System.out.println("test static");
    }
     
    public Test(){
        System.out.println("test constructor");
    }
     
    public static void main(String[] args) {
        new Test();
    }
}
 
class Base{
     
    static{
        System.out.println("base static");
    }
     
    public Base(){
        System.out.println("base constructor");
    }
}

至于为什么是这个结果，我们先不讨论，先来想一下这段代码具体的执行过程，在执行开始，先要寻找到main方法，因为main方法是程序的入口，但是在执行main方法之前，必须先加载Test类，而在加载Test类的时候发现Test类继承自Base类，因此会转去先加载Base类，在加载Base类的时候，发现有static块，便执行了static块。在Base类加载完成之后，便继续加载Test类，然后发现Test类中也有static块，便执行static块。在加载完所需的类之后，便开始执行main方法。在main方法中执行new Test()的时候会先调用父类的构造器，然后再调用自身的构造器。因此，便出现了上面的输出结果。

2.这段代码的输出结果是什么？

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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");
    }
}

类似地，我们还是来想一下这段代码的具体执行过程。首先加载Test类，因此会执行Test类中的static块。接着执行new MyClass()，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类已经被加载了，所以只需要加载MyClass类，那么就会执行MyClass类的中的static块。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Person person = new Person()，而Person类还没有被加载过，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，然后就来初始化自身了，因此会接着执行MyClass中的Person person = new Person()，最后执行MyClass的构造器。

3.这段代码的输出结果是什么？

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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，原因上面已经讲述过了。另外，static块可以出现类中的任何地方（只要不是方法内部，记住，任何方法内部都不行），并且执行是按照static块的顺序执行的。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。需要了解jvm classloader

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，叫静态变量或类变量；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，没创建一个实例，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）。static成员变量的初始化顺序按照定义的顺序进行初始化。static不可以修饰局部变量；

所以一般在需要实现以下两个功能时使用静态变量：

  • 在对象之间共享值时
  • 方便访问变量时

2、静态方法

静态方法的好处就是不用生成类的实例就能直接调用，可以这样理解使用static修饰的成员不再归对象所以，而是属于类 可以理解为是共有的，也就说只要通过类名就可以访问，不需要耗费资源反复创建对象，因为在程序第一次加载的时候就已经在内存中了，直到程序结束该内存才会释放。如果不是static修饰的成员在使用完之后该内存就会被回收，所以说static要慎用,根据实际情况而定如果这个方法是作为一个工具来使用，就声明为static，不用new一个对象出来就可以使用了，比如连接到数据库，我声明一个 getConnection()的方法，就定义为静态的，因为连接到数据库不是某一个对象所特有的。它只作为一个连接到数据库的工具。至于提高效率的也未 必，要看具体的方法的用处，去定义这个方法是不是静态的。

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，所以说static块可以用来优化程序性能。

static方法块和static方法的区别：

静态代码块是自动执行的;

静态方法是被调用的时候才执行的.

静态方法：如果我们在程序编写的时候需要一个不实例化对象就可以调用的方法，我们就可以使用静态方法，具体实现是在方法前面加上static，如下：

public static void method(){}

在使用静态方法的时候需要注意一下几个方面：

在静态方法里只能直接调用同类中其他的静态成员（包括变量和方法），而不能直接访问类中的非静态成员。这是因为，对于非静态的方法和变量，需要先创建类的实例对象后才可使用，而静态方法在使用前不用创建任何对象。（备注：静态变量是属于整个类的变量而不是属于某个对象的）静态方法不能以任何方式引用this和super关键字，因为静态方法在使用前不用创建任何实例对象，当静态方法调用时，this所引用的对象根本没有产生。

静态程序块：当一个类需要在被载入时就执行一段程序，这样可以使用静态程序块。

public class DemoClass {

private DemoClass(){}

public static DemoClass _instance;

static{

if(null == _instance ){

_instance = new DemoClass();

}

}

public static DemoClass getInstance(){

return _instance;

}

}

这样的程序在类被加载的时候就执行了static中的代码。