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深入理解static关键字

程序员文章站 2022-05-29 09:49:44
在开始讲static之前,我想让各位看一段有意思的代码: 看完程序,小白童鞋发话了:啥玩意?main方法中啥都没有,能运行啥?博主你个星星星... 小白童鞋:那啥...那啥...博主我说啥了,我啥都没说... 其实,上面的代码懂的自然懂,不懂的自然就不懂了,因为上面的代码涉及到JVM的类加载了!当然 ......

在开始讲static之前,我想让各位看一段有意思的代码:

public class test {
     
    static{
        system.out.println("test static 1");
    }
  
    static{
        system.out.println("test static 2");
    }
    
    public static void main(string[] args) {
         
    }
}

看完程序,小白童鞋发话了:啥玩意?main方法中啥都没有,能运行啥?博主你个星星星...

运行结果:
test static 1
test static 2

小白童鞋:那啥...那啥...博主我说啥了,我啥都没说...

其实,上面的代码懂的自然懂,不懂的自然就不懂了,因为上面的代码涉及到jvm的类加载了!当然不在本篇博客文章的范畴内,如果有兴趣理解上面的程序,这篇文章可能会对你有所帮助

别翻了,这篇文章绝对让你深刻理解java类的加载以及classloader源码分析【jvm篇二】

1、static存在的主要意义

static的主要意义是在于创建独立于具体对象的域变量或者方法。以致于即使没有创建对象,也能使用属性和调用方法

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。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。

2、static的独特之处

1、被static修饰的变量或者方法是独立于该类的任何对象,也就是说,这些变量和方法不属于任何一个实例对象,而是被类的实例对象所共享

怎么理解 “被类的实例对象所共享” 这句话呢?就是说,一个类的静态成员,它是属于大伙的【大伙指的是这个类的多个对象实例,我们都知道一个类可以创建多个实例!】,所有的类对象共享的,不像成员变量是自个的【自个指的是这个类的单个实例对象】...我觉得我已经讲的很通俗了,你明白了咩?

2、在该类被第一次加载的时候,就会去加载被static修饰的部分,而且只在类第一次使用时加载并进行初始化,注意这是第一次用就要初始化,后面根据需要是可以再次赋值的。

3、static变量值在类加载的时候分配空间,以后创建类对象的时候不会重新分配。赋值的话,是可以任意赋值的!

4、被static修饰的变量或者方法是优先于对象存在的,也就是说当一个类加载完毕之后,即便没有创建对象,也可以去访问。

3、static应用场景

因为static是被类的实例对象所共享,因此如果某个成员变量是被所有对象所共享的,那么这个成员变量就应该定义为静态变量

因此比较常见的static应用场景有:

1、修饰成员变量
2、修饰成员方法
3、静态代码块
4、修饰类【只能修饰内部类也就是静态内部类】
5、静态导包

以上的应用场景将会在下文陆续讲到...

4、静态变量和实例变量的概念

静态变量:
static修饰的成员变量叫做静态变量【也叫做类变量】,静态变量是属于这个类,而不是属于是对象。

实例变量:
没有被static修饰的成员变量叫做实例变量,实例变量是属于这个类的实例对象。

还有一点需要注意的是:static是不允许用来修饰局部变量,不要问我问什么,因为java规定的!

5、静态变量和实例变量区别【重点常用】

静态变量:
静态变量由于不属于任何实例对象,属于类的,所以在内存中只会有一份,在类的加载过程中,jvm只为静态变量分配一次内存空间。

实例变量:
每次创建对象,都会为每个对象分配成员变量内存空间,实例变量是属于实例对象的,在内存中,创建几次对象,就有几份成员变量。

我相信各位智商都比宜春智商要高,应该都能理解上面的话。下面举了例子完全出于娱乐,理解了大可不必看,下面的例子仅供参考,仅供娱乐一下下气氛,赶时间的熊dei大可略过!

怎么理解呢?打个比喻吧...就比方说程序员小王是一个比较温柔阳光的男孩子,这1024的这一天,老板闲的没事,非要拉着程序员小王来玩耍,怎么个玩法呢?老板和小王一人拿着一把菜刀,规则很简单,互相伤害,一人一刀,你一刀,我一刀....游戏一开始,老板二话不说,跳起来就是一刀,程序员小王二话也没说反手就是一菜刀回去,这个时候老板发飙了,双眼瞪得忒大,跳起来又是一刀,这个时候程序员小王不敢还手了,就没动手。没想到老板越来越生猛,左一刀右一刀全程下来差不多砍个半个时....程序员小王一直没有还过手,因为小王知道他是老板...

这个程序员小王只会在老板第一次挥刀的时候,回老板一刀,之后就不还手了,这个时候我们把程序员小王看做是静态变量,把老板第一次向小王挥刀看做是类加载,把小王回老板一刀看出是分配内存空间,而一人一刀这个回合过程看成是类加载的过程,之后老板的每一刀都看成是创建一次对象。

连贯起来就是static变量值在类第一次加载的时候分配空间,以后创建类对象的时候不会重新分配

之后这个老板挨了一刀之后躺医院了一年,一出院回到公司第一件事就是拉程序员宜春出来玩耍,老板殊不知其然,这个博主程序员宜春性格异常暴躁,老板递给程序员宜春一把菜刀,博主宜春一接过菜刀,猝不及防的被老板跳起来就是一刀,程序员宜春痛的嗷了一声,暴躁的程序员宜春还没嗷完,在嗷的同时跳起来就是给老板一刀,接着老板跳起来又是一刀,程序员宜春嗷的一声又是回一刀,老板跳起来又一刀,程序员宜春嗷的一声又是回一刀,只要老板没停程序员宜春就没停,因为程序员宜春知道,就自己这曝脾气,暴躁起来si都敢摸,肯定有几个老铁知道....

程序员宜春就类似实例变量,每次创建对象,都会为每个对象分配成员变量内存空间,就像老板来一刀,程序员宜春都会回一刀这样子的...

6、访问静态变量和实例变量的两种方式

我们都知道静态变量是属于这个类,而不是属于是对象,static独立于对象。

但是各位有木有想过: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【只要访问权限足够允许就行】,不理解没关系,来个代码就理解了

public class staticdemo {

        static int value = 666;

        public static void main(string[] args) throws exception{
            new staticdemo().method();
        }

        private void method(){
            int value = 123;
            system.out.println(this.value);
        }

}

猜想一下结果,我猜你的结果是123,哈哈是咩?其实

运行结果: 666

回过头再去品味一下上面的那段话,你就能非常客观明了了,这个思想概念要有只是这种用法不推荐!

因此小结一下访问静态变量和实例变量的两种方法:

静态变量:

类名.静态变量

对象.静态变量(不推荐)

静态方法:

类名.静态方法

对象.静态方法(不推荐)

7、static静态方法

static修饰的方法也叫做静态方法,不知道各位发现咩有,其实我们最熟悉的static静态方法就是main方法了~小白童鞋:喔好像真的是哦~。由于对于静态方法来说是不属于任何实例对象的,this指的是当前对象,因为static静态方法不属于任何对象,所以就谈不上this了。

还有一点就是:构造方法不是静态方法

8、static静态代码块

先看个程序吧,看看自个是否掌握了static代码块,下面程序代码继承关系为 basethree——> basetwo——> baseone

baseone类

package com.gx.initializationblock;

public class baseone {

    public baseone() {
        system.out.println("baseone构造器");
    }

    {
        system.out.println("baseone初始化块");
        system.out.println();
    }

    static {
        system.out.println("baseone静态初始化块");

    }

}

basetwo类

package com.gx.initializationblock;

public class basetwo extends baseone {
    public basetwo() {
        system.out.println("basetwo构造器");
    }

    {
        system.out.println("basetwo初始化块");
    }

    static {
        system.out.println("basetwo静态初始化块");
    }
}

basethree 类

package com.gx.initializationblock;

public class basethree extends basetwo {
    public basethree() {
        system.out.println("basethree构造器");
    }

    {
        system.out.println("basethree初始化块");
    }

    static {
        system.out.println("basethree静态初始化块");
    }
}

测试demo2类

package com.gx.initializationblock;

/*
     注:这里的abc对应baseone、basetwo、basethree 
 * 多个类的继承中初始化块、静态初始化块、构造器的执行顺序
     在继承中,先后执行父类a的静态块,父类b的静态块,最后子类的静态块,
     然后再执行父类a的非静态块和构造器,然后是b类的非静态块和构造器,最后执行子类的非静态块和构造器
 */
public class demo2 {
    public static void main(string[] args) {
        basethree basethree = new basethree();
        system.out.println("-----");
        basethree basethree2 = new basethree();

    }
}

运行结果

baseone静态初始化块
basetwo静态初始化块
basethree静态初始化块
baseone初始化块

baseone构造器
basetwo初始化块
basetwo构造器
basethree初始化块
basethree构造器
-----
baseone初始化块

baseone构造器
basetwo初始化块
basetwo构造器
basethree初始化块
basethree构造器

至于static代码块运行结果不是很清晰的童鞋,详细讲解请看这篇static静态代码块以及各代码块之间的执行顺序

以上仅仅是让各位明确代码块之间的运行顺序,显然还是不够的,静态代码块通常用来对静态变量进行一些初始化操作,比如定义枚举类,代码如下:

public enum weekdayenum {
    monday(1,"周一"),
    tuesday(2, "周二"),
    wednesday(3, "周三"),
    thursday(4, "周四"),
    friday(5, "周五"),
    saturday(6, "周六"),
    sunday(7, "周日");
 
    private int code;
    private string desc;
 
    weekdayenum(int code, string desc) {
        this.code = code;
        this.desc = desc;
    }
 
    private static final map<integer, weekdayenum> week_enum_map = new hashmap<integer, weekdayenum>();
 
    // 对map进行初始化
    static {
        for (weekdayenum weekday : weekdayenum.values()) {
            week_enum_map.put(weekday.getcode(), weekday);
        }
    }
 
    public static weekdayenum findbycode(int code) {
        return week_enum_map.get(code);
    }
 
    public int getcode() {
        return code;
    }
 
    public void setcode(int code) {
        this.code = code;
    }
 
    public string getdesc() {
        return desc;
    }
 
    public void setdesc(string desc) {
        this.desc = desc;
    }
} 

当然不仅仅是枚举这一方面,还有我们熟悉的单例模式同样也用到了静态代码块,如下:

public class singleton {
    private static singleton instance;
 
    static {
        instance = new singleton();
    }
 
    private singleton() {}
 
    public static singleton getinstance() {
        return instance;
    }
}

9、static变量与普通变量区别

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。

还有一点就是static成员变量的初始化顺序按照定义的顺序进行初始化。

10、静态内部类

静态内部类与非静态内部类之间存在一个最大的区别,我们知道非静态内部类在编译完成之后会隐含地保存着一个引用,该引用是指向创建它的外围内,但是静态内部类却没有。没有这个引用就意味着:

1、它的创建是不需要依赖外围类的创建。
2、它不能使用任何外围类的非static成员变量和方法。

代码举例(静态内部类实现单例模式)

public class singleton {
    
   // 声明为 private 避免调用默认构造方法创建对象
    private singleton() {
    }
    
   // 声明为 private 表明静态内部该类只能在该 singleton 类中被访问
    private static class singletonholder {
        private static final singleton instance = new singleton();
    }

    public static singleton getuniqueinstance() {
        return singletonholder.instance;
    }
}

singleton 类加载时,静态内部类 singletonholder 没有被加载进内存。只有当调用 getuniqueinstance()方法从而触发 singletonholder.instancesingletonholder 才会被加载,此时初始化 instance 实例,并且 jvm 能确保 instance 只被实例化一次。

这种方式不仅具有延迟初始化的好处,而且由 jvm 提供了对线程安全的支持。

11、静态导包

静态导包格式:import static

这两个关键字连用可以指定导入某个类中的指定静态资源,并且不需要使用类名调用类中静态成员,可以直接使用类中静态成员变量和成员方法

//  math. --- 将math中的所有静态资源导入,这时候可以直接使用里面的静态方法,而不用通过类名进行调用
//  如果只想导入单一某个静态方法,只需要将换成对应的方法名即可
 
import static java.lang.math.;
//  换成import static java.lang.math.max;具有一样的效果
 
public class demo {
    public static void main(string[] args) {
 
        int max = max(1,2);
        system.out.println(max);
    }
}

静态导包在书写代码的时候确实能省一点代码,可以直接调用里面的静态成员,但是会影响代码可读性,所以开发中一般情况下不建议这么使用。

12、static注意事项

1、静态只能访问静态。
2、非静态既可以访问非静态的,也可以访问静态的。

13、final与static的藕断丝连

到这里文章本该结束了的,但是static的使用始终离不开final字眼,二者可谓藕断丝连,常常繁见,我觉得还是很有必要讲讲,那么一起来看看下面这个程序吧。

package demo;

class finaldemo {
    public final double i = math.random();
    public static double t = math.random();
}

public class demodemo {
    public static void main(string[] args) {

        finaldemo demo1 = new finaldemo();
        finaldemo demo2 = new finaldemo();
        system.out.println("final修饰的  i=" + demo1.i);
        system.out.println("static修饰的 t=" + demo1.t);
        system.out.println("final修饰的  i=" + demo2.i);
        system.out.println("static修饰的 t=" + demo2.t);

        system.out.println("t+1= "+ ++demo2.t );
//      system.out.println( ++demo2.i );//编译失败
      }
}
运行结果:
    final修饰的  i=0.7282093281367935
    static修饰的 t=0.30720545678577604
    final修饰的  i=0.8106990945706758
    static修饰的 t=0.30720545678577604
    t+1= 1.307205456785776

static修饰的变量没有发生变化是因为static作用于成员变量只是用来表示保存一份副本,其不会发生变化。怎么理解这个副本呢?其实static修饰的在类加载的时候就加载完成了(初始化),而且只会加载一次也就是说初始化一次,所以不会发生变化!

至于final修饰的反而发生变化了?是不是巅覆你对final的看法?关于final详细讲解博主也准备好了一篇文章

ok,文章就先到这里了,希望这篇文章能够帮助到你对static的认识,若有不足或者不正之处,希望谅解并欢迎批评指正!

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参考:
《java编程思想》


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