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java关键字native、static、final详解

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09/05
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native：

native关键字说明其修饰的方法是一个原生态方法，方法对应的实现不是在当前文件，而是在用其他语言（如C和C++）实现的文件中。Java语言本身不能对操作系统底层进行访问和操作，但是可以通过JNI接口调用其他语言来实现对底层的访问。

JNI是Java本机接口（Java Native Interface），是一个本机编程接口，它是Java软件开发工具箱（Java Software Development Kit，SDK）的一部分。JNI允许Java代码使用以其他语言编写的代码和代码库。Invocation API（JNI的一部分）可以用来将Java虚拟机（JVM）嵌入到本机应用程序中，从而允许程序员从本机代码内部调用Java代码。

不过，对Java外部的调用通常不能移植到其他平台，在applet中还可能引发安全异常。实现本地代码将使您的Java应用程序无法通过100%纯Java测试。但是，如果必须执行本地调用，则要考虑几个准则：

1.将您的所有本地方法都封装到一个类中，这个类调用单个的DLL。对每一种目标操作系统平台，都可以用特定于适当平台的版本的DLL。这样可以将本地代码的影响减少到最小，并有助于将以后所需要的移植问题考虑在内。

2.本地方法尽量简单。尽量使您的本地方法对第三方（包括Microsoft）运行时DLL的依赖减少到最小。使您的本地方法尽量独立，以将加载您的DLL和应用程序所需的开销减少到最小。如果需要运行时DLL，必须随应用程序一起提供。

JNI的书写步骤如下：

a.编写带有native声明的方法的Java类

b.使用javac命令编译编写的Java类

c.使用java -jni ****来生成后缀名为.h的头文件

d.使用其他语言（C、C++）实现本地方法

e.将本地方法编写的文件生成动态链接库

以下是一个在Java中调用本地C程序的简单的例子：

a.编写HelloWorld.java类

class HelloWorld{

public native void hello();

static{
System.loadLibrary("hello");
}

public static void main(String[] args){

new HelloWorld().hello();
}

}

b.编译

javac HelloWorld.java

c.生成.h文件

javah -jni HelloWorld

生成内容如下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class HelloWorld */

#ifndef _Included_HelloWorld
#define _Included_HelloWorld
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: HelloWorld
* Method: hello
* Signature: ()V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_hello
(JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

第一个参数是调用JNI方法时使用的JNI Environment指针。第二个参数是指向在此Java代码中实例化的Java对象HelloWorld的一个句柄。其他参数是方法本身的参数

d.c实现

#include <jni.h>
#include "HelloWorld.h"
#include <stdio.h>
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_hello(JNIEnv *env,jobject obj){
printf("Hello World!\n");
return;
}

其中，第一行是将jni.h文件引入（在%JAVA_HOME%\include目录下），里边有JNIEnv和jobject的定义。

e.编译c实现

这里以在Windows中为例，需要生成dll文件。在保存HelloWorldImpl.c文件夹下面，使用VC的编译器cl成。

cl -I%java_home%\include -I%java_home%\include\win32 -LD HelloWorldImp.c -Fehello.dll

注意：生成的dll文件名在选项-Fe后面配置，这里是hello，因为在HelloWorld.java文件中我们loadLibary的时候使用的名字是hello。当然这里修改之后那里也需要修改。另外需要将-I%java_home%\include -I%java_home%\include\win32参数加上，因为在第四步里面编写本地方法的时候引入了jni.h文件。

6) 运行程序

java HelloWorld就ok了！

final ：

根据程序上下文环境，Java关键字final有“这是无法改变的”或者“终态的”含义，它可以修饰非抽象类、非抽象类成员方法和变量。你可能出于两种理解而需要阻止改变：设计或效率。 
final类不能被继承，没有子类，final类中的方法默认是final的。 
final方法不能被子类的方法覆盖，但可以被继承。 
final成员变量表示常量，只能被赋值一次，赋值后值不再改变。 
final不能用于修饰构造方法。 
注意：父类的private成员方法是不能被子类方法覆盖的，因此private类型的方法默认是final类型的。 

1、final类 
final类不能被继承，因此final类的成员方法没有机会被覆盖，默认都是final的。在设计类时候，如果这个类不需要有子类，类的实现细节不允许改变，并且确信这个类不会载被扩展，那么就设计为final类。 

2、final方法 
如果一个类不允许其子类覆盖某个方法，则可以把这个方法声明为final方法。 
使用final方法的原因有二： 
第一、把方法锁定，防止任何继承类修改它的意义和实现。 
第二、高效。编译器在遇到调用final方法时候会转入内嵌机制，大大提高执行效率。 
例如：

public class Test1 { 

public static void main(String[] args) { 
// TODO 自动生成方法存根 
} 

public void f1() { 
System.out.println("f1"); 
} 
//无法被子类覆盖的方法 
public final void f2() { 
System.out.println("f2"); 
} 

public void f3() { 
System.out.println("f3"); 
} 

private void f4() { 
System.out.println("f4"); 
} 
} 

public class Test2 extends Test1 { 

public void f1(){ 
System.out.println("Test1父类方法f1被覆盖!"); 
} 

public static void main(String[] args) { 
Test2 t=new Test2(); 
t.f1(); 
t.f2(); //调用从父类继承过来的final方法 
t.f3(); //调用从父类继承过来的方法 
//t.f4(); //调用失败，无法从父类继承获得 

} 
} 

3、final变量（常量） 
用final修饰的成员变量表示常量，值一旦给定就无法改变！ 
final修饰的变量有三种：静态变量、实例变量和局部变量，分别表示三种类型的常量。 
从下面的例子中可以看出，一旦给final变量初值后，值就不能再改变了。 
另外，final变量定义的时候，可以先声明，而不给初值，这中变量也称为final空白，无论什么情况，编译器都确保空白final在使用之前必须被初始化。但是，final空白在final关键字final的使用上提供了更大的灵活性，为此，一个类中的final数据成员就可以实现依对象而有所不同，却有保持其恒定不变的特征。

package org.leizhimin; 

public class Test3 { 
private final String S="final实例变量S"; 
private final int A=100; 
public final int B=90; 

public static final int C=80; 
private static final int D=70; 

public final int E; //final空白,必须在初始化对象的时候赋初值 

public Test3(int x){ 
E=x; 
} 

/** 
* @param args 
*/ 
public static void main(String[] args) { 
Test3 t=new Test3(2); 
//t.A=101; //出错,final变量的值一旦给定就无法改变 
//t.B=91; //出错,final变量的值一旦给定就无法改变 
//t.C=81; //出错,final变量的值一旦给定就无法改变 
//t.D=71; //出错,final变量的值一旦给定就无法改变 

System.out.println(t.A); 
System.out.println(t.B); 
System.out.println(t.C); //不推荐用对象方式访问静态字段 
System.out.println(t.D); //不推荐用对象方式访问静态字段 
System.out.println(Test3.C); 
System.out.println(Test3.D); 
//System.out.println(Test3.E); //出错,因为E为final空白,依据不同对象值有所不同. 
System.out.println(t.E); 

Test3 t1=new Test3(3); 
System.out.println(t1.E); //final空白变量E依据对象的不同而不同 
} 

private void test(){ 
System.out.println(new Test3(1).A); 
System.out.println(Test3.C); 
System.out.println(Test3.D); 
} 

public void test2(){ 
final int a; //final空白,在需要的时候才赋值 
final int b=4; //局部常量--final用于局部变量的情形 
final int c; //final空白,一直没有给赋值. 
a=3; 
//a=4; 出错,已经给赋过值了. 
//b=2; 出错,已经给赋过值了. 
} 
} 

4、final参数 
当函数参数为final类型时，你可以读取使用该参数，但是无法改变该参数的值。

public class Test4 { 
public static void main(String[] args) { 
new Test4().f1(2); 
} 

public void f1(final int i){ 
//i++; //i是final类型的,值不允许改变的. 
System.out.print(i); 
} 
} 

static ：

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--废话），但是不能在其他类中通过类名来直接引用，这一点很重要。实际上你需要搞明白，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，呵呵）。 

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）。 

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！这个需要去理解，想明白其中的道理，不是记忆！！！ 
因为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。 

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。例如：

public class Test5 { 
private static int a; 
private int b; 

static{ 
Test5.a=3; 
System.out.println(a); 
Test5 t=new Test5(); 
t.f(); 
t.b=1000; 
System.out.println(t.b); 
} 
static{ 
Test5.a=4; 
System.out.println(a); 
} 
public static void main(String[] args) { 
// TODO 自动生成方法存根 
} 
static{ 
Test5.a=5; 
System.out.println(a); 
} 
public void f(){ 
System.out.println("hhahhahah"); 
} 
} 

运行结果：  
3  
hhahhahah  
1000  
4  
5  

利用静态代码块可以对一些static变量进行赋值，最后再看一眼这些例子，都一个static的main方法，这样JVM在运行main方法的时候可以直接调用而不用创建实例。  

4、static和final一块用表示什么   
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。