面试官:兄弟,说说Java的static关键字吧

2020-06-04 16:05:36来源:博客园 阅读 ()

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面试官:兄弟,说说Java的static关键字吧

读者乙在上一篇我去系列文章里留言说,“我盲猜下一篇标题是,‘我去,你竟然不知道 static 关键字’”。我只能说乙猜对了一半,像我这么有才华的博主,怎么可能被读者猜中了心思呢,必须搞点不一样的啊,所以本篇文章的标题你看到了。

七年前,我从美女很多的苏州回到美女也不少的洛阳,抱着一幅“从二线城市退居三线城市”的心态,投了不少简历,也“约谈”了不少面试官,但仅有两三个令我感到满意。其中有一位叫老马,至今还活在我的微信通讯录里。他当时扔了一个面试题把我砸懵了:“兄弟,说说 Java 的 static 关键字吧。

我那时候二十三岁,正值青春年华,自认为所有的面试题都能对答如流,结果没想到啊,被“刁难”了——原来洛阳这块互联网的荒漠也有技术专家啊。现在回想起来,脸上不自觉地泛起了羞愧的红晕:主要是自己当时太菜了。

不管怎么说,经过多年的努力,我现在的技术功底已经非常扎实了,有能力写篇文章剖析一下 Java 的 static 关键字了——只要能给初学者一些参考,我就觉得非常满足。

先来个提纲挈领(唉呀妈呀,成语区博主上线了)吧:

static 关键字可用于变量、方法、代码块和内部类,表示某个特定的成员只属于某个类本身,而不是该类的某个对象。

01、静态变量

静态变量也叫类变量,它属于一个类,而不是这个类的对象。

public class Writer {
    private String name;
    private int age;
    public static int countOfWriters;

    public Writer(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        countOfWriters++;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

其中,countOfWriters 被称为静态变量,它有别于 name 和 age 这两个成员变量,因为它前面多了一个修饰符 static

这意味着无论这个类被初始化多少次,静态变量的值都会在所有类的对象中共享。

Writer w1 = new Writer("沉默王二",18);
Writer w2 = new Writer("沉默王三",16);

System.out.println(Writer.countOfWriters);

按照上面的逻辑,你应该能推理得出,countOfWriters 的值此时应该为 2 而不是 1。从内存的角度来看,静态变量将会存储在 Java 虚拟机中一个名叫“Metaspace”(元空间,Java 8 之后)的特定池中。

静态变量和成员变量有着很大的不同,成员变量的值属于某个对象,不同的对象之间,值是不共享的;但静态变量不是的,它可以用来统计对象的数量,因为它是共享的。就像上面例子中的 countOfWriters,创建一个对象的时候,它的值为 1,创建两个对象的时候,它的值就为 2。

简单小结一下:

1)由于静态变量属于一个类,所以不要通过对象引用来访问,而应该直接通过类名来访问;

2)不需要初始化类就可以访问静态变量。

public class WriterDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Writer.countOfWriters); // 输出 0
    }
}

02、静态方法

静态方法也叫类方法,它和静态变量类似,属于一个类,而不是这个类的对象。

public static void setCountOfWriters(int countOfWriters) {
    Writer.countOfWriters = countOfWriters;
}

setCountOfWriters() 就是一个静态方法,它由 static 关键字修饰。

如果你用过 java.lang.Math 类或者 Apache 的一些工具类(比如说 StringUtils)的话,对静态方法一定不会感动陌生。

Math 类的几乎所有方法都是静态的,可以直接通过类名来调用,不需要创建类的对象。

简单小结一下:

1)Java 中的静态方法在编译时解析,因为静态方法不能被重写(方法重写发生在运行时阶段,为了多态)。

2)抽象方法不能是静态的。

3)静态方法不能使用 this 和 super 关键字。

4)成员方法可以直接访问其他成员方法和成员变量。

5)成员方法也可以直接方法静态方法和静态变量。

6)静态方法可以访问所有其他静态方法和静态变量。

7)静态方法无法直接访问成员方法和成员变量。

03、静态代码块

静态代码块可以用来初始化静态变量,尽管静态方法也可以在声明的时候直接初始化,但有些时候,我们需要多行代码来完成初始化。

public class StaticBlockDemo {
    public static List<String> writes = new ArrayList<>();

    static {
        writes.add("沉默王二");
        writes.add("沉默王三");
        writes.add("沉默王四");

        System.out.println("第一块");
    }

    static {
        writes.add("沉默王五");
        writes.add("沉默王六");

        System.out.println("第二块");
    }
}

writes 是一个静态的 ArrayList,所以不太可能在声明的时候完成初始化,因此需要在静态代码块中完成初始化。

简单小结一下:

1)一个类可以有多个静态代码块。

2)静态代码块的解析和执行顺序和它在类中的位置保持一致。为了验证这个结论,可以在 StaticBlockDemo 类中加入空的 main 方法,执行完的结果如下所示:

第一块
第二块

04、静态内部类

Java 允许我们在一个类中声明一个内部类,它提供了一种令人信服的方式,允许我们只在一个地方使用一些变量,使代码更具有条理性和可读性。

常见的内部类有四种,成员内部类、局部内部类、匿名内部类和静态内部类,限于篇幅原因,前三种不在我们本次文章的讨论范围,以后有机会再细说。

public class Singleton {
    private Singleton() {}

    private static class SingletonHolder {
        public static final Singleton instance = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.instance;
    }
}

以上这段代码是不是特别熟悉,对,这就是创建单例的一种方式,第一次加载 Singleton 类时并不会初始化 instance,只有第一次调用 getInstance() 方法时 Java 虚拟机才开始加载 SingletonHolder 并初始化 instance,这样不仅能确保线程安全也能保证 Singleton 类的唯一性。不过,创建单例更优雅的一种方式是使用枚举。

简单小结一下:

1)静态内部类不能访问外部类的所有成员变量。

2)静态内部类可以访问外部类的所有静态变量,包括私有静态变量。

3)外部类不能声明为 static。

学到了吧?学到就是赚到。

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