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1. 前言

前文中说到了static关键字,在Java中这是一个很重要的关键字,它有很多的用法,并且在某些特定的情况下使用可以优化程序的性能。本文学习static关键字的应用场景。在这之前了解变量的类型,变量按作用域分为成员变量和局部变量,成员变量也就是全局变量,它是在类中声明的,不属于类中任何一个方法。而局部变量是在类中的方法体中声明的,作用域只是这个方法体。

2. 详解static关键字

方便在没有创建对象的情况下来进行调用(方法/变量)。

static关键字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。

static关键字修饰的类成员变量在JVM内存模型中,存储在方法区的类成员变量(静态变量)
static关键字修饰的类成员方法在JVM内存模型中,存储在方法区的方法信息中。一旦类的静态方法被调用,则会在虚拟机栈中创建一个栈帧,然后栈帧被压入虚拟机栈。
如下面一幅图可以理解static关键字修饰的成员变量和成员方法在JVM内存模型中的位置。
20181208155606956.png

3. static关键字的用途

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。

3.1 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。

3.2 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。

3.3 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

4.常见的面试笔试题目

1. 下面这段代码的输出结果是什么?

public class Test extends Base{

    static{
        System.out.println("test static");
    }

    public Test(){
        System.out.println("test constructor");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Test();
    }
}

class Base{

    static{
        System.out.println("base static");
    }

    public Base(){
        System.out.println("base constructor");
    }
}

输出

base static
test static
base constructor
test constructor

解析:
至于为什么是这个结果,我们先不讨论,先来想一下这段代码具体的执行过程,在执行开始,先要寻找到main方法,因为main方法是程序的入口,但是在执行main方法之前,必须先加载Test类,而在加载Test类的时候发现Test类继承自Base类,因此会转去先加载Base类,在加载Base类的时候,发现有static块,便执行了static块。在Base类加载完成之后,便继续加载Test类,然后发现Test类中也有static块,便执行static块。在加载完所需的类之后,便开始执行main方法。在main方法中执行new Test()的时候会先调用父类的构造器,然后再调用自身的构造器。因此,便出现了上面的输出结果。

2.这段代码的输出结果是什么?

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");
    }
}

test static
myclass static
person static
person Test
test constructor
person MyClass
myclass constructor

解析:
类似地,我们还是来想一下这段代码的具体执行过程。首先加载Test类,因此会执行Test类中的static块。接着执行new MyClass(),而MyClass类还没有被加载,因此需要加载MyClass类。在加载MyClass类的时候,发现MyClass类继承自Test类,但是由于Test类已经被加载了,所以只需要加载MyClass类,那么就会执行MyClass类的中的static块。在加载完之后,就通过构造器来生成对象。而在生成对象的时候,必须先初始化父类的成员变量,因此会执行Test中的Person person = new Person(),而Person类还没有被加载过,因此会先加载Person类并执行Person类中的static块,接着执行父类的构造器,完成了父类的初始化,然后就来初始化自身了,因此会接着执行MyClass中的Person person = new Person(),最后执行MyClass的构造器。

3.这段代码的输出结果是什么?

public class Test {

    static{
        System.out.println("test static 1");
    }
    public static void main(String[] args) {

    }

    static{
        System.out.println("test static 2");
    }
}

test static 1
test static 2

虽然在main方法中没有任何语句,但是还是会输出,原因上面已经讲述过了。另外,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.总结

加载的顺序:父类的static成员变量 -> 子类的static成员变量 -> 父类的成员变量 -> 父类构造 -> 子类成员变量 -> 子类构造

static只会加载一次,所以通俗点讲第一次new的时候,所有的static都先会被全部载入(以后再有new都会忽略),进行默认初始化。在从上往下进行显示初始化。这里静态代码块和静态成员变量没有先后之分,谁在上,谁就先初始化

构造代码块是什么?把所有构造方法中相同的内容抽取出来,定义到构造代码块中,将来在调用构造方法的时候,会去自动调用构造代码块。构造代码快优先于构造方法。

如果类还没有被加载:

先执行父类的静态代码块和静态变量初始化,并且静态代码块和静态变量的执行顺序只跟代码中出现的顺序有关。
执行子类的静态代码块和静态变量初始化。
执行父类的实例变量初始化
执行父类的构造块
执行父类的构造函数
执行子类的实例变量初始化
执行子类的构造块
执行子类的构造函数
如果类已经被加载: 则静态代码块和静态变量就不用重复执行,再创建类对象时,只执行与实例相关的变量初始化和构造方法。

下面列出一个最终版执行顺序:

public class staticTest {

    public static void main(String[] args) {
        new MyClass();
    }
}

class SuperClass{
    //父类静态构造代码块
    static{
        System.out.println("superClass static block");
    }

    //父类静态变量
    private static SuperStaticVariable staticVariable=new SuperStaticVariable();

    //父类实列变量
    private SuperVariable variable=new SuperVariable();

    //父类构造代码块
    {
        System.out.println("superClass block");
    }

    //父类构造函数
    public SuperClass() {
        System.out.println("SuperClass constructor");
    }
}

class SuperStaticVariable{
    public SuperStaticVariable() {
        System.out.println("SuperStaticVariable init");
    }
}

class SuperVariable{
    public SuperVariable() {
        System.out.println("SuperVariable init");
    }
}

class MyClass extends SuperClass {
    //子类静态变量
    static{
        System.out.println("myclass static");
    }

    //子类静态变量
    private static MyClassStaticVariable staticVariable = new MyClassStaticVariable();

    //子类实列变量
    private MyClassVariable variable = new MyClassVariable();

    //子类构造代码块
    {
        System.out.println("myclass block");
    }

    //子类构造函数
    public MyClass() {
        System.out.println("myclass constructor");
    }
}

class MyClassStaticVariable{
    public MyClassStaticVariable() {
        System.out.println("MyClassStaticVariable init");
    }
}

class MyClassVariable{
    public MyClassVariable() {
        System.out.println("MyClassVariable init");
    }
}

执行结果:

superClass static block
SuperStaticVariable init
myclass static
MyClassStaticVariable init
SuperVariable init
superClass block
SuperClass constructor
MyClassVariable init
myclass block
myclass constructor
---------------------
【转载,仅作分享,侵删】
作者:MasterT-J
原文:https://blog.csdn.net/qq_21125183/article/details/84893597


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