static关键字解析

Posted 2021-02-08 yuanfei1110111

一、static关键字的用途
在《Java编程思想》中有这样一段话：
“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。
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：
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。
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。
4）static静态内部类
静态内部类不持有外部类的引用（Java中分为值类型和引用类型，此处是说静态内部类中没有外部类的变量），因为其构造函数内没有传入外部类的引用。
原因：静态内部类是针对外部类的内部类，而不是针对对象的内部类，不需要用this来调用。
1.静态内部类和非静态内部类
一样，都是在被调用时才会被加载；
2.静态内部类和外部类的静态变量、静态方法一样，只要被调用了就会让外部类被加载；但是如果只调用了外部类的静态变量、静态方法，并不会加载静态内部类；
3.静态内部类的加载不需要依附外部类，在使用时才加载；不过在加载静态内部类的过程当中也会首先加载外部类。
静态内部类的应用：单例模式
public class Singleton {
    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    private Singleton(){}
    public static final Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }

}
前提：
ClassLoader的findClass方法默认在整个装载过程中都是同步（线程安全）的；
静态内部类和非静态内部类一样，都是在被调用时才会被加载。

分析：
这种写法的巧妙之处在于，对于内部类SingletonHolder，它是一个饿汉式的单例实现，在SingletonHolder初始化的时候会由ClassLoader保证同步，使INSTANCE是一个真单例；同时，由于SingletonHolder是一个内部类，只在外部类的getInstance方法中被使用，所以它被加载的时机也就是在getInstance方法第一次被调用的时候；它利用了ClassLoader来保证同步，同时又能让开发者控制类加载的时机，从内部看是一个饿汉式的单例，但从外部看，又的确是懒汉式的实现。
5）static静态导包
静态导包就是Java包的静态导入，用import static代替import，静态导入包是JDK1.5中的新特性。
 一般我们导入一个类都用import com…..ClassName;，而静态导入是这样：import static com…..ClassName.*;，这里的多了个static，另外，类名ClassName后面多了一个.* ，意思是导入这个类里的静态方法。当然，也可以只导入某个静态方法，只要把 .* 换成静态方法名就行了。然后在这个类中，就可以直接用方法名调用静态方法，而不必用ClassName.方法名的方式来调用。
好处：可以简化一些操作，例如打印操作System.out.println(…);就可以将其写入一个静态方法print(…)，在使用时直接print(…)就可以了。但是这种方法建议在有很多重复调用的时候使用，如果仅有一到两次调用，不如直接写来的方便。
举例：
import static java.lang.System.out;
import static java.lang.Integer.*;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        out.println(MAX_VALUE);
        out.println(toHexString(22222));
    }
}
输出：
2147483647
56ce

下面是使用静态导入的几条原则：
1.必须是import static，不能是static import；
2.提防含糊不清的命名static成员，例如，如果对Integer类和Long类执行了静态导入，引用MAX_VALUE将导致一个编译器错误，因为Integer和Long都有一个MAX_VALUE常量，并且Java不会知道你在引用哪个MAX_VALUE；
3.可以在static对象引用、常量（记住，它们是static或final）和static方法上进行静态导入。

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？
Java中的static关键字不会影响到变量或方法的作用域。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。
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？
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);
    }
}
这里面主要考察对this和static的理解。this代表当前对象，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变量是被对象所共享的，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能作用于局部变量吗？
在Java中，static不允许修饰局部变量，没有原因，这是Java的语法规定。
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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");
    }
}
输出结果：
test static
myclass static
person static
person Test
test constructor
person MyClass
myclass constructor