Java中的static关键字

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分类专栏： Java 笔试题文章标签： static java

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本文详细解析Java中的static关键字，包括static变量、方法和代码块的特点与使用限制，以及与final结合使用的效果。

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1、 static在java中到底代表什么，为何要用它？
      static――静态――“指定位置“
      首先，我们来看看java的内存：java把内存分为栈内存和堆内存，栈内存用来存放一些基本类型的变量和数组及对象的引用变量，而堆内存主要是来放置对象的。
       用static的修饰的变量和方法，实际上是指定了这些变量和方法在内存中的“固定位置”－static storage。既然要有“固定位置”那么他们的“大小”似乎就是固定的了，有了固定位置和固定大小的特征了，在栈中或堆中开辟空间那就是非常的方便了。如果静态的变量或方法在不出其作用域的情况下，其引用句柄是不会发生改变的。
       我们常看到：static变量有点类似于C中的全局变量的概念；静态表示的是内存的共享，就是它的每一个实例都指向同一个内存地址。把static拿来，就是告诉JVM它是静态的，它的引用（含间接引用）都是指向同一个位置。

多个实例共享一个变量似乎不足以让我们对static那么的热情，实际上java引入static却有另外的含义：

(1)java的主类中main()方法本身就是一个static的，所以main方法的执行就是在没有产生新的实例的情况；对于静态的东西，JVM在加载类时，就在內存中开辟了这些静态的空间，所以虽没有静态的main()方法但是程序还是执行了，不过抛出来了无main()方法的异常。这也不知算不算是java的一个漏洞；
(2)使用一种静态的方法的编程通常叫做防御(defensive)编程,它可以在API供应商突然中断支持的情况下保护代码

(3)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。

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。

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。

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，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（灵活）。

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。如果要修饰一个静态块只需：staic {……..}即可（常用静态块来初始化一些变量）.

放在static代码块中的变量如果是在代码块外声明的，必须为静态变量。例如下所示，

    static int b ;
    static{
    	 b = 7;
    	 int c = 10;
    	 System.out.println("b的初始化");
    }

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。

2、 static 有那些特点和使用的“局限”？
从上面的分析可知，static的东西在类加载时，就分配了内存空间，即编译时就为这些成员变量的实例分配了空间。
那么在static块内和方法体内，我们能给它放一个在内存中还没有着落的变量？显然与我们先前所说的相左。static的东西，人家是在static storage中有“指定位置“的，如果我们茫然的在static的作用域中放置一个普通的变量，那么编译时JVM就毫不客气的给你个异常：
non-static variable a cannot be referenced from a static context或non-static method Test() cannot be referenced from a static context（注：Test()是我试验时的一个例子），除非我在static中现场开辟空间，用new来要内存。
对于static的初始化问题，我们还是值得讨论的。现看下面的例子：

//StaticInit show the static decorated initialization 
public class Test5
{
    static int i;
    int a;
    public Test5()
    {
       a=6;
       System.out.println("a 的初始化"+a);
    } 
    public static void main(String[] args)
   {
     new Test5();
   }
   static 
   {
      i=5;
      System.out.println("i 的初始化"+i);
   }
}

运行结果如下：

i 的初始化5
a 的初始化6

静态块的初始化要早于非静态的，原因就是在于这些东西是在类装载时就开始初始化了。
说起static的“局限“，总结起来就是：在static的方法中仅能够调用其他的static方法和static变量；在static方法中不能以任何方式引用this或super；static变量在定义时必须进行初始化，并且初始化的时间早于非静态。还有一个局限我需要具体的说明一下，static的变量的初始化仅能一次，如下例：

//Static.java， initialize only one
    
	class T1
    {   
      static int t=1;
      T1(int b)
      {
        t=b;
      }
    }
    public class Test6
     {
        T1 t1=new T1(2);
        T1 t2=new T1(3);
        T1 t3=new T1(4);
        public Test6()
        {
          System.out.println("t1: "+t1.t);
          System.out.println("t2: "+t2.t);
          System.out.println("t3: "+t3.t);
       }
       public static void main(String args[])
       {
         new Test6();
       }
    }

运行结果为: t1: 4
t2: 4
t3: 4
该static变量只是接受了最后一次的初始化.实际这还是我们先前提到的多个实例共享一个静态的变量的问题。
总之，static就是给我们一个这样的忠告：static的东西在编译时，就已向内存要到了存取空间了。

//StaticInit show the static decorated initialization 
public class Test5
{
    static int i;
    int a;
    static int b ;
    static{
    	 b = 7;
    	 System.out.println("b的初始化");
    }
    public Test5()
    {
       a=6;
       System.out.println("a 的初始化"+a);
    } 
    public static void main(String[] args)
   {
     Test5 test = new Test5();
   }
   static 
   {
      i=5;
      System.out.println("i 的初始化"+i);
   }
}

输出为：

b的初始化
i 的初始化5
a 的初始化6

所以static块是按顺序执行的，比非static先执行