java中的static关键字

又到了读代码了解java知识的时间了。今天我们来了解下java中的static关键字，来看看它的作用和一些相关原理。

package com.xingshulin;

public class StaticTest {

    private String a = "I am a! ";
    private static String b = "I am b! ";

    // 构造函数
    public StaticTest() {
        System.out.println("I am constructor!");
    }

    // static代码块
    static {
        System.out.println("I am static block 1!");
//        System.out.println(a);
    }

    public static void main(String args[]) {
        // 生成StaticTest类的对象
        StaticTest st = new StaticTest();

        // 打印变量a
        System.out.println(st.a);

        // 打印变量b
        System.out.println(StaticTest.b);
        System.out.println(b);

        // 运行静态方法
        staticMethod();
        StaticTest.staticMethod();

        // 运行非静态方法
        st.nonStaticMethod();
    }

    // 静态方法
    public static void staticMethod() {
        System.out.println("I am static method!");
        //System.out.println(a);
    }

    // 实例方法（非静态方法）
    public void nonStaticMethod() {
        System.out.println("I am non static method");
        System.out.println(a);
        System.out.println(b);
    }

    // static代码块
    static {
        System.out.println("I am static block 2!");
    }

    private static String c;

    // static代码块
    static {
        System.out.println("I am static block " + c + "!");

    }

}

运行结果如下：

I am static block 1!
I am static block 2!
I am static block null!
I am constructor!
I am a! 
I am b! 
I am b! 
I am static method!
I am static method!
I am non static method
I am a! 
I am b! 

这段代码很简单，但是也足够说明static关键字的作用了。从上面的例子中我们可以看到static的三种表现形式：static变量、static方法、static代码块

static变量

在代码中的变量b和c就是static变量，有人会问了，那变量a是什么？其实变量a叫实例变量。它们的区别是变量a是在创建对象后分配的；而static变量b和c不同，static变量被所有对象共享，在内存中只有一个副本，是在类加载的过程中分配到JVM的方法区中。static变量可用类名直接访问，如代码：

image.png

在这里我们多说一下变量c，我们是没有给它赋初值的，但是并没有造成编译出错，而且在打印的时候发现它的值被自动置为了null（因为是String类型）。这说明static变量不像局部变量那样需要赋初值才能编译，我认为主要的原因应该是static变量在方法区分配，而局部变量在栈中分配，方法区的内存可以动态变化，而栈的大小在线程运行前就需要是已知的，所以局部变量必须有初值（此处留坑，不一定理解的对）

static方法

和static变量类似，static方法也不需要创建对象就可以被所有对象调用，并可直接通过类名调用。

image.png

也正是由于这个特性，static方法中不能包含this等和对象有关的关键字，更不能包含实例变量和实例方法，否则编译会出现问题：

image.png

但是也如上图所示，实例方法中却可以包含实例变量和static变量，原因很简单，就不赘述了。

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static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。
从上面的代码结果来看，的确是在类加载的时候就进行了static块的运行，因为所有的代码块打印都在构造函数之前。

运行结果

而且和static方法一样，static代码块中不能包含this等和对象有关的关键字，更不能包含实例变量和实例方法，否则编译会出现问题：

image.png