Java基础：详解static关键字与类加载顺序

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-04-06 05:44 282阅读 0赞

# 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。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxMTI1MTgz_size_16_color_FFFFFF_t_70]

# 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 #

1.  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
2.  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
3.  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：

1.  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。
2.  执行子类的静态代码块和静态变量初始化。
3.  执行父类的实例变量初始化
4.  执行父类的构造块
5.  执行父类的构造函数
6.  执行子类的实例变量初始化
7.  执行子类的构造块
8.  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

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxMTI1MTgz_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220406/e3ba4cbace4e4691bee4ad2e2ec9a23c.png