Java中static详解和JVM内存分配

简介: Java中static详解和JVM内存分配


目录

变量分类

静态变量与实例变量

静态方法和实例方法

静态代码块与实例代码块

JVM的内存结构


变量分类

局部变量:在方法体里面定义的变量,该变量会在程序执行到方法体时被初始化,存储在栈( stack)内存中。

成员变量:类体之内,方法体之外定义的变量,它又分为实例变量和静态变量

实例变量:没有被static修饰的成员变量,实例变量是对象所拥有的,在创建对象时被初始化,存 储在堆内存中。

静态变量:被static修饰的成员变量,静态变量是被所有对象共享的,在类加载时会被初始化,存储在方法区中。

静态变量与实例变量

上面对Java中的变量进行了简单概述,下面我们详细讲解一下静态变量与实例变量

代码1:

//定义了一个people类
class people
{
  //实例变量
  //不能直接访问,需要new对象之后再访问
  String name;
  int age;
}
public class Test01
{
  public static void main(String[] args){
    //创建了people类的对象
  people s1 = new people();
  s1.name = " 张三 ";
  s1.age = 18;
  System.out.println("姓名->" + s1.name + "年龄->" + s1.age);
  people s2 = new people();
  s2.name = " 李四 ";
  s2.age = 19;
  System.out.println("姓名->" + s2.name + "年龄->" + s2.age);
  }
}

运行结果:

总结如下:

(1)实例变量的访问必须首先创建对象,然后通过 " 引用 . "的方式访问。

(2)实例变量如果直接通过" 类名. "的方式访问,会报以下错误。

(3)实例变量是每个对象独自拥有的,存在多个副本,每个副本互不影响。(s1,s2都有自己对应的名字和年龄,二者互不影响)。

代码2:

class people
{
  //静态变量
  static String country = "中国";
}
public class Test01
{
  public static void main(String[] args){
    System.out.println(people.country);
    people s1 = new people();
    people s2 = new people();
    System.out.println("s1->" + s1.country + " s2->" + s2.country);
    //更改s1对应的country
    s1.country = "中华";
    System.out.println("s1->" + s1.country + " s2->" + s2.country);
  }
}

运行结果:

 

总结如下:

(1)静态变量既可以通过" 引用 . "的方式访问,也可以通过" 类名. "的方式访问(此方法不需要对象)。

(2)静态变量是所有对象所共享的,在内存中只有一个副本(通过s1访问country和通过s2访问country其实访问的是同一个)。

(3)其实程序在运行时,遇见用引用访问静态变量,系统会将引用自动看成类名。

(4)在写代码时,访问静态变量最好还是使用" 类名. "的方式访问,以免其他人在读代码时造成不必要的误区。

那么什么时候用实例变量,什么时候用静态变量呢?

简单的说就是,如果一个变量所描述的属性是每一个对象都不一样的,那么就用实例变量,如果这个属性是属于这个类的整体特征,每一个对象都一样,那么就使用静态变量。

如果大家还有疑惑,想必看完下面代码就会清楚。

//中国人的类
class Chinese{
  //姓名,每个人都有自己的姓名
  String name;
  //身份证号,每个人都有自己的身份证号
  String idCard;
  //国籍,中国人的国籍都是中国,这是属于类的整体特征
  //如果声明为实例变量,每个对象都一样,就会浪费空间
  static String country = "中国";
  public Chinese(String x1 , String x2){
    name = x1;
    idCard = x2;
  }
}

静态方法和实例方法

学会了静态变量与实例变量的区别,再来学习静态方法与实例方法就会很简单。

静态方法与实例方法的语法结构有什么不同呢?

静态方法:修饰符+static  返回值类型   方法名(形式参数列表)

实例方法:修饰符(不含static)  返回值类型   方法名(形式参数列表)

静态方法与实例方法有着静态变量与实例变量相同的区别

代码3:

class test
{
  //静态方法A
  public static void A(){
    System.out.println("A");
  }
  //实例变量B
  public void B(){
    System.out.println("B");
  }
}
public class Test01
{
  public static void main(String[] args){
    //通过"类名."的方式访问静态方法A(不需要对象)
    test.A();
    //创建test类的对象
    test s = new test();
    //通过"引用."的方式访问静态方法A
    s.A();
    //通过"引用."的方式访问静态方法B
    s.B();
  }
}

运行结果:

总结如下:

(1)实例方法只能通过" 引用 . "的方式访问,静态方法既可以通过" 引用 . "的方式访问,也可以通过" 类名. "的方式访问(此方法不需要对象)。

(2)实例方法是每个对象独自拥有的,存在多个副本,每个副本互不影响,静态方法是所有对象所共享的,在内存中只有一个副本。

(3)其实程序在运行时,遇见用引用访问静态方法,系统会将引用自动看成类名。

上面都照搬静态变量与实例变量之间的区别,除此之外还有什么是需要注意的呢?

(4)静态方法中不能访问实例变量,若访问了,会报以下错误:

报的错误虽然和使用" 类名. " 的方式访问实例变量一样,但是要清楚,这是两个不同的错误。

(5)无论是静态方法还是实例方法,甚至是构造方法,在运行时都需要压栈。

那么什么时候用实例方法,什么时候用静态方法呢?

我总结出了以下两点:

(1)当该方法体当中访问了实例变量,该方法必须是实例方法,否则会报错。

(2)若不同对象进行这个"行为"(方法)时结果不同,那么需要使用实例方法,反之则用静态方法。

静态代码块与实例代码块

这块儿内容十分简单,我们先看看二者的语法结构

//静态代码块
static{
    java语句;
    java语句;
}
//实例代码块
{
    java语句;
    java语句;
}

静态代码块就是一个static加一个花括号,括号里面写Java语句。

实例代码块直接就是一个花括号,括号里面写Java语句。

我们先来说一下他们的特点:

(1)静态代码块在类加载时执行,且只执行一次(在main方法之前执行)。

(2)实例代码块并未在类加载时执行,只要是构造方法执行(创建对象时),一定会在构造方法执行之前执行实例代码块。

(3)静态代码块和实例代码块要放在类体之内,方法体之外。

下面我们分别来感受一下两种代码块:

静态代码块

代码4:

public class Test01
{
  public static void A(){
    System.out.println("方法A开始执行!");
  }
  //静态代码块
  static{
    System.out.println("静态代码块1开始执行!");
  }
  public static void main(String[] args){
    A();
  }
  static{
    System.out.println("静态代码块2开始执行!");
  }
}

运行结果:

实例代码块

代码5

class test
{
  //实例代码块1
  {
    System.out.println("实例代码块1执行!");
  }
  //构造方法1
  public test(){
    System.out.println("构造方法执行!");
  }
  //实例代码块2
  {
    System.out.println("实例代码块2执行!");
  }
}
public class Test01
{
  public static void main(String[] args){
    test s1 = new test();
    test s2 = new test();
  }
}

运行结果:

JVM的内存结构

我们学习了上面内容后,再了解一下它们是如何在内存中存在的

代码6

class Chinese{
  //姓名,每个人都有自己的姓名
  String name;
  //身份证号,每个人都有自己的身份证号
  String idCard;
  //国籍,中国人的国籍都是中国,这是属于类的整体特征
  //如果声明为实例变量,每个对象都一样,就会浪费空间
  static String country = "中国";
  public Chinese(String x1 , String x2){
    name = x1;
    idCard = x2;
  }
}
public class Test
{
  public static void main(String[] args)
  { 
    System.out.println(Chinese.country);
    Chinese people1 = new Chinese("张三" , "610234434344243");
    System.out.println(people1.name);
    System.out.println(people1.idCard);
    Chinese people2 = new Chinese("李四" , "610238838238237");
    System.out.println(people2.name);
    System.out.println(people2.idCard);
  }
}

下面是以上代码在JVM中的内存分配 :


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