JAVA基础之static

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：

被static修饰的变量，叫静态变量或类变量，static成员变量的初始化顺序按照定义的顺序进行初始化；
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，每创建一个实例，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。

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、static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。

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。

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。

例如为了方便方法的调用，Java API中的Math类中所有的方法都是静态的，而一般类内部的static方法也是方便其它类对该方法的调用。

静态方法是类内部的一类特殊方法，只有在需要时才将对应的方法声明成静态的，一个类内部的方法一般都是非静态的
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。

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。

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。

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:

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：

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。

4、final static

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。

对于被static和final修饰过的实例常量，实例本身不能再改变了，但对于一些容器类型（比如，ArrayList、HashMap）的实例变量，不可以改变容器变量本身，但可以修改容器中存放的对象，这一点在编程中用到很多。

    private static final String strStaticFinalVar = "aaa";
    private static String strStaticVar = null;
    private final String strFinalVar = null;
    private static final int intStaticFinalVar = 0;
    private static final Integer integerStaticFinalVar = new Integer(8);
    private static final ArrayList<String> alStaticFinalVar = new ArrayList<String>();

    private void test() {
        
        // strStaticFinalVar="哈哈哈哈"; //错误，final表示终态,不可以改变变量本身.
        strStaticVar = "哈哈哈哈"; // 正确，static表示类变量,值可以改变.
        
        // strFinalVar="呵呵呵呵"; //错误, final表示终态，在定义的时候就要初值（哪怕给个null），一旦给定后就不可再更改。
        // intStaticFinalVar=2; //错误, final表示终态，在定义的时候就要初值（哪怕给个null），一旦给定后就不可再更改。
        // integerStaticFinalVar=new Integer(8); //错误, final表示终态，在定义的时候就要初值（哪怕给个null），一旦给定后就不可再更改。
        alStaticFinalVar.add("aaa"); // 正确，容器变量本身没有变化，但存放内容发生了变化。这个规则是非常常用的，有很多用途。
        alStaticFinalVar.add("bbb"); // 正确，容器变量本身没有变化，但存放内容发生了变化。这个规则是非常常用的，有很多用途。
    }

5、执行顺序

静态代码块、静态方法、构造方法等在类加载、实例化的时候的执行顺序是怎样的呢？

下面通过一个例子来验证。有这样两个类：



class Father {

    static int a = before();

    static {
        System.out.println("Father static");
    }

    static int b = after();

    public Father() {
        System.out.println("Father constructor");
    }

    static int before() {
        System.out.println("Father static before");
        return 1;
    }

    static int after() {
        System.out.println("Father static after");
        return 2;
    }
}

class Son extends Father {

    int a = fun();
    int b = fun2();
    static {
        System.out.println("Son static");
    }

    public Son() {
        System.out.println("Son constructor");
    }

    static int fun() {
        System.out.println("Son static function");
        return 1;
    }

    int fun2() {
        System.out.println("Son non-static function");
        return 1;
    }
}

用下面的代码测试：

Class s = Class.forName("Son");

打印结果如下：

Father static before
Father static
Father static after
Son static

Class.forName是将类加载到JVM，可见加载子类之前，需要先加载父类，并按照出现的顺序执行其中的静态代码块、静态方法（如果有调用）。

改用下面的代码测试：

Son son = new Son();