JAVA static关键字与final关键字

一、final关键字

（一）概念

定义

  Java中，final表示最终，也可以称为完结器，表示对象是最终形态的、不可改变的。

  final应用于类、方法和变量时意义是不同的，但本质是一样的，都表示不可改变。

（二）修饰变量

  此处的变量包括：成员变量（属性）、局部变量（形参也属于局部变量）。

  如果是基本数据类型变量，那么表示这个变量是不可变的，即表示一个常量，而且常量名通常大写。

  如果是引用数据类型的变量，那么表示这个引用只能指向初始化时指向的那个对象，不能再指向别的对象。但被指向的这个对象当中的属性值并非不能修改。

  final修饰的变量一定要有初始化的值，且只能初始化赋值一次，否则编译会报错。

（三）修饰类

  表示这个类是最终类，是不可被继承的。

  abstract和final是不能修饰同一个类的，因为当一个类被声明为abstract后就是要用来被继承，这与final是相互矛盾的。

（四）修饰方法

  那么这个方法就不能被重写。

  但不影响其他功能，仍可以被正常调用，也不影响重载。

  同样地，final与abstract不能同时修饰一个方法，因为abstract修饰方法的目的就是让子类去重写，而final的作用是不允许该方法被子类重写，这是互相矛盾的。

二、static关键字

（一）static是什么

• static是静态的意思，可以用来修饰成员变量、成员方法（不能修饰别的）。
• static修饰成员变量之后称为静态成员变量（类变量），修饰方法之后称为静态方法（类方法）。
• static修饰后的成员变量，可以被类的所有对象共享（访问、修改）。

（二）static修饰的成员变量是什么

  静态成员变量（有static修饰；属于类、加载一次；内存中只有一份），访问格式：

• 类名.静态成员变量——推荐
• 对象.静态成员变量——不推荐

  实例成员变量（无static修饰；属于对象），访问格式：

• 对象.实例成员变量

（三）static的优点

• 属于类级别，不需要创建对象就可以使用。
• 全局唯一，内存中唯一，静态变量可以唯一标识某些状态。
• 在类加载的时候初始化，常驻在内存中，调用快捷方便。

（四）static的应用场景

• 使用频繁的方法可以定义为静态方法，提升系统性能，比如工具类（文件操作、日期操作、ftp工具类、加密解密工具等）。
  • 说明：
    • 如果不是static方法，那么每次创建对象都会在内存中为类的每一个部分分配空间，很浪费内存空间。
    • 引入static就很好地解决了内存的问题。虽然static修饰的方法会一直在内存中、直到程序结束，但是static方法所占用的内存要远小于频繁的非静态方法所消耗的内存。
• static适合全局变量的定义。

（五）static的作用

（1）修饰成员变量

  根据某个类（如Person）构造出的每一个对象都是独立存在的，在堆中有各自独立的空间，保存有自己独立的成员变量，相互不会影响。

  static关键字可以修饰成员变量，让它变成类的所属，而不再是对象的所属。比如我们将Person类中的age属性用static进行修饰，那么age属性会统一交给Person类去处理，而多个Person的实例化对象只会对应同一个age属性。此时，age属性已经不再与对象绑定、处于堆空间中了，而是在另一片区域——静态存储区当中。

（2）修饰成员方法

  成员方法本来就是存放在类当中的，即静态存储区当中，而不是各个对象的堆空间中。static修饰成员方法最大的作用在于，可以使用类名.方法名的方式操作方法，避免了要先new出对象的繁琐和资源消耗。（相当于定义了一个全局的函数）

  不过在使用时也需要注意，一个static修饰的方法中，只能使用static修饰的成员变量和方法，不能使用非static修饰的成员变量和方法。一方面，初始化的优先级从高到低为静态属性、静态方法、普通属性、构造函数...，当静态方法执行时，非static修饰的成员变量和方法还没有初始化，因此无法使用；另一方面，static修饰的方法是属于类的，和某个具体对象并不处于同一个空间里，如果直接去使用对象的成员变量，它是不知道这是哪一个对象的（比如age = 18;，它没办法知道age是stu1的age，因为它和stu1并不位于同一个空间中——它在静态存储区中，stu1在堆区中；同理，即使使用this关键字也不行）。

（3）静态块

  首先，梳理一下一个对象的初始化过程。以下面的代码为例：

class Book {public Book(String msg) {System.out.println(msg);}
}public class Person {Book book1 = new Book("book1成员变量初始化");static Book book2 = new Book("static成员book2成员变量初始化");public Person(String msg) {System.out.println(msg);}Book book3 = new Book("book3成员变量初始化");static Book book4 = new Book("static成员book4成员变量初始化");public static void main(String[] args) {Person p1 = new Person("p1初始化");}
}/**输出结果如下：* static成员book2成员变量初始化* static成员book4成员变量初始化* book1成员变量初始化* book3成员变量初始化* p1初始化*/

  上例中，Person类中组合了四个Book成员变量，其中两个是普通成员变量，两个是static修饰的类成员（静态成员变量）。可见，当我们new一个Person对象时，static修饰的成员变量首先被初始化，随后是普通成员，最后调用Person类的构造方法完成初始化。

  也就是说，在创建对象时，static修饰的成员会首先被初始化。而且我们可以看到，对于多个static修饰的成员，按照它们的先后位置进行初始化。

  实际上，static修饰的成员的初始化可以更早的进行，如下面的例子：

class Book {public Book(String msg) {System.out.println(msg);}
}public class Person {Book book1 = new Book("book1成员变量初始化");static Book book2 = new Book("static成员book2成员变量初始化");public Person(String msg) {System.out.println(msg);}Book book3 = new Book("book3成员变量初始化");static Book book4 = new Book("static成员book4成员变量初始化");public static void funStatic() {System.out.println("static修饰的funStatic方法");}public static void main(String[] args) {Person.funStatic();System.out.println("**********");Person p1 = new Person("p1初始化");}
}/**输出结果如下：* static成员book2成员变量初始化* static成员book4成员变量初始化* static修饰的funStatic方法* *********** book1成员变量初始化* book3成员变量初始化* p1初始化*/

  从上面的例子中，我们可以发现两个现象。

  第一，当我们没有创建对象，而是通过类去调用类方法时，尽管该方法没有调用任何的类成员，但类成员还是在方法调用之前就初始化了，这说明，当我们第一次去使用一个类时，就会触发该类的成员初始化。

  第二，当我们使用了类方法，完成类的成员初始化后，再new该类对象时，static修饰的类成员没有进行再次的初始化，这说明，static修饰的类成员，在程序运行过程中，只需进行一次初始化，不会进行多次初始化。

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  至此，我们理解“静态块”就非常简单了。当我们初始化static修饰的成员时，可以将它们统一放在一个以static开始，用花括号包裹起来的块中：

class Book {public Book(String msg) {System.out.println(msg);}
}public class Person {Book book1 = new Book("book1成员变量初始化");static Book book2;static {book2 = new Book("static成员book2成员变量初始化");book4 = new Book("static成员book4成员变量初始化");}public Person(String msg) {System.out.println(msg);}Book book3 = new Book("book3成员变量初始化");static Book book4;public static void funStatic() {System.out.println("static修饰的funStatic方法");}public static void main(String[] args) {Person.funStatic();System.out.println("**********");Person p1 = new Person("p1初始化");}
}/**输出结果如下：* static成员book2成员变量初始化* static成员book4成员变量初始化* static修饰的funStatic方法* *********** book1成员变量初始化* book3成员变量初始化* p1初始化*/

（4）静态导包

  先看例子：

/* PrintHelper.java 文件 */
package com.wyl.study;public class PrintHelper {public static void myprint(Object o) {System.out.println(o);}
}/* App.java 文件 */
import static com.wyl.study.PrintHelper.*;public class App {public static void main(String[] args) {myprint("Hello World!");}
}/**输出结果：* Hello World!*/

  上面的代码分别来自两个不同的.java文件，其中的PrintHelper包含了一个用于打印的static方法。而在App.java文件中，我们首先将PrintHelper类导入，在这里导入时，我们使用了static关键字，而且在引入类的最后还加上了.*，它的作用就是将PrintHelper类中的所有类方法直接导入。

  不同于非static导入，采用static导入包后，在不与当前类的方法名冲突的情况下，无需使用类名.方法名的方法去调用类方法，而是直接可以采用方法名去调用类方法。（注：如果与当前类的方法名冲突，则仍需要使用类名.方法名的方式来加以区分）

（5）总结

  static主要有四种用法：

• 用来修饰成员变量，将其变为类的成员，从而实现该类所有对象对于该成员的共享。
• 用来修饰成员方法，将其变为类方法，可以直接使用类名.方法名的方式调用，常用于工具类。
• 静态块用法，将多个类成员放在一起初始化，使得程序更加规整，其中理解对象的初始化过程非常关键。
• 静态导包用法，将另一个类的方法直接导入到当前类中，从而直接使用方法名即可调用类方法，更加方便。