1.3 static 关键字

static 关键字

《Java编程思想》 中:static方法就是没有this的方法

static 修饰的方法或者变量,不需要依赖实例对象就可以访问,只要类被JVM加载了,就可以通过类名来访问。

static 可以修饰方法,变量,还以编写static代码块优化程序性能

1. static 变量

static 修饰的变量称为 静态变量。

  • 静态变量: 被所有对象共享,在内存中只有一个副本,它当且仅当在类加载时候会被初始化。
  • 非静态变量:为该对象所拥有,在内存中存在多个副本,在对象创建的时候,初始化。

注意,前面这段总结是有点抽象,所以分别举个例子加以详细说明:

非静态变量



public class TestMain {

    public static void main(String[] args) {

        new Apple();
    }
}


public class Apple {

    Orange orange = new Orange();

    public Apple() {
        System.out.println("Apple Construct");
    }


}

public class Orange {

    public Orange() {
        System.out.println("Orange Construct");
    }
}


运行main方法后打印的后的输出如下:

Orange Construct
Apple Construct

在执行new Apple()这句代码的时候,会创建Apple实例对象,然后执行Apple()的无参构造方法,在执行构造方法的时候,会先初始化父类构造方法,这里Apple()对象没有父类,解析来初始化Apple对象非静态成员变量,也就是 Orange orange = new Orange(); 这段代码,接下来Orange实例话的过程和Appple实例话的过程是一样的。

实际上,如果我们对实例变量直接赋值或者使用实例代码块赋值,那么编译器会将其中的代码放到类的构造函数中去,并且这些代码会被放在对超类构造函数的调用语句之后(还记得吗?Java要求构造函数的第一条语句必须是超类构造函数的调用语句),构造函数本身的代码之前

静态变量

在我们写懒汉单例模式的时候,会用到静态变量。看下面的例子

public class SingletonLazyNotSafe {

    private static SingletonLazyNotSafe instance = null;

    private SingletonLazyNotSafe() {

    }


    public static SingletonLazyNotSafe getInstance() {

        if (instance == null) {
            instance = new SingletonLazyNotSafe();
        }
        return instance;
    }
}

这种懒汉单例模式是非线程安全,但是它利于我们分析代码。为什么说是懒汉呢,loazyLoad,就是因为 把静态变量 instance 设为null,这是因为在JVM加载Class对象的时候,会在加载的最后一个阶段初始化阶段,初始化类的静态域,如果像饿汉单例模式那也直接将 instance = SingletonLazyNotSafe(),那样会直接在类加载阶段就直接初始化了该对象,可能这个时候还没有真正用到该对象,这样造成内存空间的浪费。

JVM加载类的过程分为三个阶段,第一个阶段加载字节文件,第二个阶段 链接字节文件, 验证字节文件安全,分配静态域内存,第三个阶段,初始化,类加载最后阶段,如果有父类,则先对其初始化,然后执行静态域的初始化。

2. static 方法

static 关键字修饰的方法,一般称为静态方法,静态方法没有关键字this。

类的构造方法是不是静态方法呢?答案是否定的,很明显,构造方法里面有this关键字,可以引用成员变量。

Java虚拟机规范第二版中定义了四种不同的字节码指令来处理Java程序中不同种类的方法的调用:

  • invokestatic : 用于调用类(静态)方法
  • invokespecial :用于调用实例方法,特化于super方法调用、private方法调用与构造器调用
  • invokevirtual :用于调用一般实例方法(包括声明为final但不为private的实例方法)
  • invokeinterface :用于调用接口方法

invokestatic与invokespecial调用的目标必然是可以静态绑定的(比如不被继承),因为它们都无法参与子类型多态。

invokevirtual与invokeinterface的则一般需要做运行时绑定。

JVM实现可以有选择的根据final或实际运行时类层次或类型反馈等信息试图进行静态绑定。

那么Java中的实例构造器是不是“静态方法”呢?从Java语言规范中给出的“静态方法”的定义来看,答案是“否”——首先从Java语言规范对“方法”的定义来说,构造器根本不是“方法”;其次,实例构造器有一个隐式参数,“this”,在实例构造器中可以访问“this”,可以通过“this”访问到正在初始化的对象实例的所有实例成员。

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。

4. static 静态内部类

static还可以用来修饰内部类,但是外部类不能用static修饰,编译器会直接报错。

非static修饰的内部类,不可以在其中定义static变量,或者static方法,或者static代码块。
非静态内部类,可以直接访问外部类的成员变量和成员方法,哪怕是private修饰的

静态内部类,可以定义static变量,或者static方法,或者static代码块
静态内部类,不能外部类的成员变量和成员方法,静态内部类在实例化的时候不需要和外部类绑定。

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