static 是Java的一個關鍵字,可以用來修飾成員變量、修飾成員方法、構造靜態代碼塊、實現靜態導包以及實現靜態內部類,下面我們來分別介紹。
1、修飾成員變量
用 static 修飾成員變量可以說是該關鍵字最常用的一個功能,通常將用 static 修飾的成員變量稱為類成員或者靜態成員,那么靜態成員和不用 static 修飾的非靜態成員有什么區別呢?
我們先看看不用 static 修飾的成員變量在內存中的構造。
package com.ys.bean;
/**
* Create by YSOcean
*/
public class Person {
private String name;
private Integer age;
public Person(String name, Integer age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + ''' +
", age=" + age +
'}';
}
//get和set方法省略
}
首先,我們創建一個實體類 Person,有兩個屬性 name 和 age,都是普通成員變量(沒有用 static 關鍵字修飾),接著我們通過其構造方法創建兩個對象:
Person p1 = new Person("Tom",21);
Person p2 = new Person("Marry",20);
System.out.println(p1.toString());//Person{name='Tom', age=21}
System.out.println(p2.toString());//Person{name='Marry', age=20}
這兩個對象在內存中的存儲結構如下:
由上圖可知,我們創建的兩個對象 p1 和 p2 存儲在堆中,但是其引用地址是存放在棧中的,而且這兩個對象的兩個變量互相獨立,我們修改任何一個對象的屬性值,是不改變另外一個對象的屬性值的。
下面我們將 Person 類中的 age 屬性改為由 static 關鍵字修飾:
package com.ys.bean;
/**
* Create by YSOcean
*/
public class Person {
private String name;
private static Integer age;
public Person(String name, Integer age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + ''' +
", age=" + age +
'}';
}
//get和set方法省略
}
同樣我們還是向上面一樣,創建 p1 和 p2 兩個對象,并打印這兩個對象,看看和上面打印的有啥區別呢?
Person p1 = new Person("Tom",21);
Person p2 = new Person("Marry",20);
System.out.println(p1.toString());//Person{name='Tom', age=20}
System.out.println(p2.toString());//Person{name='Marry', age=20}
我們發現第三行代碼打印的 p1 對象 age 屬性變為 20了,這是為什么呢?
這是因為用在 jvm 的內存構造中,會在堆中開辟一塊內存空間,專門用來存儲用 static 修飾的成員變量,稱為靜態存儲區,無論我們創建多少個對象,用 static 修飾的成員變量有且只有一份存儲在靜態存儲區中,所以該靜態變量的值是以最后創建對象時設置該靜態變量的值為準,也就是由于 p1 先設置 age = 21,后來創建了 p2 對象,p2將 age 改為了20,那么該靜態存儲區的 age 屬性值也被修改成了20。
PS:在 JDK1.8 以前,靜態存儲區是存放在方法區的,而方法區不屬于堆,在 JDK1.8 之后,才將方法區干掉了,方法區中的靜態存儲區改為到堆中存儲。
總結:static 修飾的變量被所有對象所共享,在內存中只有一個副本。由于與對象無關,所以我們可以直接通過 類名.靜態變量 的方式來直接調用靜態變量。對應的非靜態變量是對象所擁有的,多少個對象就有多少個非靜態變量,各個對象所擁有的副本不受影響。
2、修飾修飾成員方法
用 static 關鍵字修飾成員方法也是一樣的道理,我們可以直接通過 類名.靜態方法名() 的方式來調用,而不用創建對象。
public class Person {
private String name;
private static Integer age;
public static void printClassName(){
System.out.println("com.ys.bean.Person");
}
public Person(String name, Integer age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + ''' +
", age=" + age +
'}';
}
//get和set方法省略
}
調用靜態方法:
Person.printClassName();//com.ys.bean.Person
3、靜態代碼塊
用 static 修飾的代碼塊稱為靜態代碼塊,靜態代碼塊可以置于類的任意一個地方(和成員變量成員方法同等地位,不可放入方法中),并且一個類可以有多個靜態代碼塊,在類初次載入內存時加載靜態代碼塊,并且按照聲明靜態代碼塊的順序來加載,且僅加載一次,優先于各種代碼塊以及構造函數。
public class CodeBlock {
static{
System.out.println("靜態代碼塊");
}
}
由于靜態代碼塊只在類載入內存時加載一次的特性,我們可以利用靜態代碼塊來優化程序性能,比如某個比較大配置文件需要在創建對象時加載,這時候為了節省內存,我們可以將該配置文件的加載時機放入到靜態代碼塊中,那么我們無論創建多少個對象時,該配置文件也只加載了一次。
4、靜態導包
用 static 來修飾成員變量,成員方法,以及靜態代碼塊是最常用的三個功能,靜態導包是 JDK1.5以后的新特性,用 import static 包名 來代替傳統的 import 包名 方式。那么有什么用呢?
比如我們創建一個數組,然后用 JDK 自帶的 Arrays 工具類的 sort 方法來對數組進行排序:
package com.ys.test;
import java.util.Arrays;
/**
* Create by YSOcean
*/
public class StaticTest {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {3,4,2,8,1,9};
Arrays.sort(arrays);
}
}
我們可以看到,調用 sort 方法時,需要進行 import java.util.Arrays 的導包操作,那么變為靜態導包呢?
package com.ys.test;
import static java.util.Arrays.*;
/**
* Create by YSOcean
*/
public class StaticTest {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {3,4,2,8,1,9};
sort(arrays);
}
}
我們可以看到第三行代碼的 import java.util.Arrays 變為了 import static java.util.Arrays.*,意思是導入 Arrays 類中的所有靜態方法,當然你也可以將 * 變為某個方法名,也就是只導入該方法,那么我們在調用該方法時,就可以不帶上類名,直接通過方法名來調用(第 11 行代碼)。
靜態導包只會減少程序員的代碼編寫量,對于性能是沒有任何提升的(也不會降低性能,Java核心技術第10版卷1第148頁4.7.1章節類的導入有介紹),反而會降低代碼的可讀性,所以實際如何使用需要權衡。
5、靜態內部類
首先我們要知道什么是內部類,定義在一個類的內部的類叫內部類,包含內部類的類叫外部類,內部類用 static 修飾便是我們所說的靜態內部類。
定義內部類的好處是外部類可以訪問內部類的所有方法和屬性,包括私有方法和私有屬性。
訪問普通內部類,我們需要先創建外部類的對象,然后通過外部類名.new 創建內部類的實例。
package com.ys.bean;
/**
* Create by hadoop
*/
public class OutClass {
public class InnerClass{
}
}
* OuterClass oc = new OuterClass();
* OuterClass.InnerClass in = oc.new InnerClass();
訪問靜態內部類,我們不需要創建外部類的對象,可以直接通過 外部類名.內部類名 來創建實例。
package com.ys.bean;
/**
* Create by hadoop
*/
public class OutClass {
public static class InnerClass{
}
}
OuterClass.StaticInnerClass sic = new OuterClass.StaticInnerClass();
6、常見問題
①、靜態變量能存在于普通方法中嗎?
能。很明顯,普通方法必須通過對象來調用,靜態變量都可以直接通過類名來調用了,更不用說通過對象來調用,所以是可以存在于普通方法中的。
②、靜態方法能存在普通變量嗎?
不能。因為靜態方法可以直接通過類名來直接調用,不用創建對象,而普通變量是必須通過對象來調用的。那么將普通變量放在靜態方法中,在直接通過類來調用靜態方法時就會報錯。所以不能。
③、靜態代碼塊能放在方法體中嗎?
不能。首先我們要明確靜態代碼塊是在類加載的時候自動運行的。
普通方法需要我們創建對象,然后手工去調用方法,所靜態代碼塊不能聲明在普通方法中。
那么對于用 static 修飾的靜態方法呢?同樣也是不能的。因為靜態方法同樣也需要我們手工通過類名來調用,而不是直接在類加載的時候就運行了。
也就是說靜態代碼塊能夠自動執行,而不管是普通方法還是靜態方法都是需要手工執行的。
④、靜態導包會比普通導包消耗更多的性能?
不會。靜態導包實際上在編譯期間都會被編譯器進行處理,將其轉換成普通按需導包的形式,所以在程序運行期間是不影響性能的。
⑤、static 可以用來修飾局部變量嗎?
不能。不管是在普通方法還是在靜態方法中,static 關鍵字都不能用來修飾局部變量,這是Java的規定。稍微想想也能明白,局部變量的聲明周期是隨著方法的結束而結束的,因為static 修飾的變量是全局的,不與對象有關的,如果用 static 修飾局部變量容易造成理解上的沖突,所以Java規定 static 關鍵字不能用來修飾局部變量。
7、小結
好了,這就是Java中對 static 關鍵詞的介紹,這下大家都清楚了吧,面向對象的漏網之魚。
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