【刨根问底】java静态

田维常

发布于 2019-07-16 11:03:31

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发布于 2019-07-16 11:03:31

由于今天一个小伙伴问静态static修饰的方法怎么使用，于是联想到，如果你还不会使用或者只是停留在使用层面，那么这里告诉你，静态可没你想的那么简单，比如下面的这两个问题能打上来吗？

为什么静态方法只用调用静态方法或者属性？
为什么非静态的可以方法非静态的同时还能访问静态？

知道的可以绕路去看看其他的，如果含糊或者不清楚的话，希望你认真看完，至少我认为你看完了就彻底搞清楚了java静态相关问题。

文末会给出三道面试题目

在日常工作中静态使用频率一直都是高居不下，最常用的就是工具类，比如：DateUtil，DataUtil，StringUtil等，各种util，不妨你回去翻翻你们项目里面是不是也有这些***Util.java，JDK、Spring、Dubbo等也有很多工具类也是使用static修饰其方法的。

比如：Arrays.java

package java.util;
public class Arrays {
 public static void sort(int[] a) {
        DualPivotQuicksort.sort(a, 0, a.length - 1, null, 0, 0);
    }
 public static void sort(int[] a, int fromIndex, int toIndex) {
        rangeCheck(a.length, fromIndex, toIndex);
        DualPivotQuicksort.sort(a, fromIndex, toIndex - 1, null, 0, 0);
    }  
    //.....很多  
}

比如：StringUtils.java

package com.sun.xml.internal.ws.util;
public class StringUtils {
    public static String decapitalize(String name) {
     //  .... 省略无关  
    }
    public static String capitalize(String name) {
           //  .... 省略无关 
    }
}

这里就不一一列举了，基本上每个jar包中util下面的类都有静态static出现。

什么是静态呢？

static字面意思就是静态的、静止的。java中static修饰的类，方法，变量都是静态的，也就相应称之为静态类（静态内部类），静态方法，静态变量。

静态的使用

public class StaticClassDemo {
    //静态内部类
    private static class StaticClass {
        //静态属性
        private static String NAME = "Java 后端技术栈 内部类";
    }
    //静态方法
    public static String getName() {
        return StaticClass.NAME;
    }
}

public class MyStaticTest {
    public static void main(String[] args) { 
        System.out.println(StaticClassDemo.getName());
    }
}

输出：

Java 后端技术栈 内部类

这就是一个很简单的静态static修饰的类、方法、属性的使用案例。

什么是非静态？

比如说下面的案例：

public class User {
    private int userId;
    private String userName;
    //省略 set get tostring
}

public class MyStaticTest {
    public static void main(String[] args) {
        User user=new User();
        user.setUserId(1001);
        user.setUserName("lawt");
        System.out.println(user);
    }
}

输出：

User{userId=1001, userName='lawt'}

静态方法不能调用非静态方法

public class MyStaticUtil {
    public static String test() {
         test1();//正常
         test2();//编译通不过
        return "Java后端技术栈";
    }
    public static String test1(){
        return "非静态方法";
    }
    public String test2(){
        return "非静态方法";
    }
    public static void main(String[] args) {
        test();
    }
}

静态方法是属于类的，即静态方法是随着类的加载而加载的，在加载类时，程序就会为静态方法分配内存。而非静态方法是属于对象的，对象是在类加载之后创建的，也就是说静态方法先于对象存在，当你创建一个对象时，程序为其在堆中分配内存，一般是通过this指针来指向该对象。静态方法不依赖于对象的调用，它是通过‘类名.静态方法名’这样的方式来调用的。而对于非静态方法，在对象创建的时候程序才会为其分配内存，然后通过类的对象去访问非静态方法。因此在对象未存在时非静态方法也不存在，静态方法自然不能调用一个不存在的方法。

建议阅读Java类初始化顺序

面试题

面试题1：

public class Test {
    private static void print(){
        System.out.println("Print()");
    }
    public static void main(String[] args) {
        ((Test)null).print();
    }
}

这端代码能编译通过吗？编译不过是什么原因？编译能过将输出什么？

（1）首先，我们可以试一下去掉static，这里不会编译错误，但是运行时会抛出空指针异常，原因是什么呢，原因就是类似于上面说的静态方法不能调用非静态方法的原因了。我们很容易被null转移了视线，这里与null的关系不大（这是因为是静态方法，null没有影响），null是为了告诉我们这里的引用没有指向任何地方或者说还未初始化，也就是说对象未创建，从上面对象的创建过程可以知道，如果对象还未创建，则不会有this指针的引用，因此会报空指针异常。

（2）这里用null的话（即(Test)null）是将Test引用强制转换为Test对象，这样也可以调用静态方法，其实不需要null，也是可以调用静态方法的，即Test.Print()。

所以上面的答案是：能编译通过，并且输出

Print()

另外补充一下我觉得很有必要知道的null的知识：

null可以被强制转换为任何引用类型。
任何含有null值的包装类在自动拆箱成基本数据类型时都会抛出一个空指针异常
不能用一个值为null的引用类型变量来调用非静态方法，这样会抛出空指针异常，但是静态方法可以被一个值为null的引用类型变量调用而不会抛出空指针异常。这和对象的创建和静态方法以及非静态方法之间的关系有关。也就是上面说的那些。

面试题2：

public class Sub extends Base {
    static {
        System.out.println("test static");
    }
    public Sub() {
        System.out.println("test constructor");
    }
    public static void main(String[] args) {
        new Sub();
        new Sub();
    }
}
class Base {
    static {
        System.out.println("base static");
    }
    public Base() {
        System.out.println("base constructor");
    }
}

这段代码输出什么？

其实通过这篇文章Java类初始化顺序是很容易知道一个new Sub()；的答案。但是两个new Sub()那就不一定了，哈哈，因为static在类加载的时候就已经确定了，并且类加载只有一次。所以上面代码块中，静态的值输出一次：

base static
test static
base constructor
test constructor
base constructor
test constructor

面试题3：

public static class Test {
    public static String test(){
        return "Java后端技术栈";
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(test());
    }
}

这段代码能编译通过吗？编译失败是为什么呢？编译成功输出什么？

如果一个类要被声明为static的，只有一种情况，就是静态内部类。如果在外部类声明为static，程序会编译都不会过。在一番调查后个人总结出了3点关于内部类和静态内部类（俗称：内嵌类）