Java static關鍵字詳細解析

2022-08-25 14:02:35

static目的

java中的static關鍵字主要用於記憶體管理。

static範圍

使用範圍：java static關鍵字可以用在變數、方法、程式碼塊和巢狀類中。

作用範圍：static關鍵字屬於類，而不是類的範例。

靜態(static)修飾

變數、方法：稱為類變數/方法、靜態變數/方法；修飾變數或方法，表示這個變數/方法屬於這個類，而不屬於單個物件
程式碼塊：稱為靜態程式碼塊；修飾程式碼塊，表示該程式碼塊為靜態程式碼塊
巢狀類：稱為靜態內部類；修飾內部類，表示該類為靜態內部類。可用於實現單例模式。
可用於修飾import，進行靜態導包，匯入類中所有靜態方法。最常見的使用場景是在JUnit進行單元測試時。

靜態變數

類的成員變數可以分為以下兩種：

靜態變數（或稱為類變數），指被 static 修飾的成員變數。
範例變數，指沒有被 static 修飾的成員變數。

靜態變數與範例變數的區別如下：

1）靜態變數

執行時，Java 虛擬機器器只為靜態變數分配一次記憶體，載入類過程中完成靜態變數的記憶體分配。
在類的內部，可以在任何方法內直接存取靜態變數。
在其他類中，可以通過類名存取該類中的靜態變數。

2）範例變數

每建立一個範例，Java 虛擬機器器就會為範例變數分配一次記憶體。
在類的內部，可以在非靜態方法中直接存取範例變數。
在本類的靜態方法或其他類中則需要通過類的範例物件進行存取。

靜態變數在類中的作用如下：

靜態變數可以被類的所有範例共用，因此靜態變數可以作為範例之間的共用資料，增加範例之間的互動性。
如果類的所有範例都包含一個相同的常數屬性，則可以把這個屬性定義為靜態常數型別，從而節省記憶體空間。例如，在類中定義一個靜態常數 PI。
靜態變數的好處：它能使程式記憶體高效(即它節省記憶體)。

靜態方法

同成員變數，成員方法也可以分為以下兩種：

靜態方法（或稱為類方法），指被 static 修飾的成員方法。
實體方法，指沒有被 static 修飾的成員方法。

靜態方法與實體方法的區別：

靜態方法，屬於類，而不屬於類的物件。

它通過類直接被呼叫，無需建立類的物件。
靜態方法中，不能使用 this 關鍵字，也不能直接存取所屬類的範例變數和實體方法；
靜態方法中，可以直接存取所屬類的靜態變數和靜態方法。
同this 關鍵字，super 關鍵字也與類的範例相關，靜態方法中不能使用 super 關鍵字。

實體方法，可直接存取所屬類的靜態變數、靜態方法、範例變數和實體方法。

靜態方法與靜態變數好處：

屬於類級別，無需建立物件就即可直接使用，使用方便。
全域性唯一，記憶體中唯一，靜態變數可以唯一標識某些狀態。
類載入時候初始化，常駐在記憶體，呼叫快捷方便。

靜態方法與靜態變數缺點：

靜態方法不能呼叫非靜態的方法和變數。
不能使用this和super關鍵字。

靜態方法與靜態變數適用場景：

靜態方法，最適合工具類中方法的定義；比如檔案操作，日期處理方法等。
靜態方法，適合入口方法定義；比如單例模式，因從外部拿不到建構函式，所以定義一個靜態的方法獲取物件非常有必要。
靜態變數適合全域性變數的定義；舉例：用一個布林型靜態成員變數做控制標誌。

靜態程式碼塊

定義：靜態程式碼塊，是 Java 類中的 static{ } 修飾的程式碼。

作用：用於類初始化時，為類的靜態變數賦初始值，提升程式效能。

靜態程式碼塊的特點如下：

靜態程式碼塊，有點類似於一個方法，但不可以存在於任何方法體內。

靜態程式碼塊，可以置於類中的任何地方，類中可以有多個靜態初始化塊。

Java 虛擬機器器在載入類時執行，將只需要進行一次初始化的操作放在 static 程式碼塊。

類中含多個靜態程式碼塊，Java虛擬機器器將按它們在類中出現的順序依次執行，且都執行一次。

同靜態程式碼塊與靜態，不能直接存取類的範例變數和實體方法，需通過類的物件存取。

靜態類

java中一個類要被宣告為static的，只有一種情況，就是靜態內部類（內嵌類）。如在外部類宣告為static的，程式會編譯都不會通過。

1、靜態內部類，跟靜態方法一樣，只能存取靜態成員變數和方法，不能存取非靜態方法和屬性。
2、普通內部類，可以存取任意外部類的成員變數和方法。
3、靜態內部類，可以宣告普通成員變數和方法，而普通內部類不能宣告static成員變數和方法。
4、靜態內部類，可以單獨初始化。

可用於實現單例模式。

public class StaticSingleton {
    /**
     * 只有當顯式呼叫getInstance()方法之後，這裡的靜態內部類SingletonHolder才會被載入
     * 從而將INSTANCE初始化
     * 因此，通過靜態內部類實現的單例模式是懶漢式的
     */
    private static class SingletonHolder {  // 通過靜態內部類持有範例
        private static final StaticSingleton INSTANCE = new StaticSingleton();
    }

    private StaticSingleton() { }   // 用private隱藏構造方法

    public static StaticSingleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}