Java面向物件(二) 靜態域、程式碼塊和記憶體區域圖

靜態域

• 將域定義成static後，每個類中只有一個這樣的域，與類相關的，也稱為類成員。但是每個物件對於所有的例項域卻都有自己的一份拷貝。
• 靜態域會隨著類的載入而載入並初始化，存在於方法區記憶體中的位元組碼檔案的靜態區域中。
• 優先於物件存在，先有方法區的類載入，後才可能會有堆記憶體的物件例項化。
• 靜態域會被所有的物件共享，也稱為共享區。
• 一般共性用靜態，特性用非靜態。
• 一般通過類名直接呼叫，雖然也可以通過物件名呼叫，但是不推薦，也不合適。

static關鍵字注意事項

• 在靜態方法中沒有this關鍵字
  • 靜態是隨著類的載入而初始化，而this
    是隨著物件的建立而存在的。
  • 靜態比物件優先存在。
• 靜態方法只能訪問靜態成員和靜態成員方法，即靜態只能訪問靜態
  • 靜態方法：
    • 成員變數：只能訪問靜態變數
    • 成員方法：只能訪問靜態成員方法
  • 非靜態方法：
    • 成員變數：可以是靜態的，也可以是非靜態的
    • 成員方法：可以是靜態的成員方法，也可以是非靜態的成員方法。

靜態變數和成員變數區別

• 靜態變數也叫類變數，成員變數也叫物件變數。
• 所屬不同
  • 靜態變數屬於類
  • 成員變數屬於物件
• 記憶體中的位置不同：
  • 靜態變數儲存於方法區的靜態區
  • 成員變數儲存於堆記憶體

程式碼塊

程式碼塊概述

• Java中，使用{}括起來的程式碼稱為程式碼塊

程式碼塊的分類

• 根據位置和宣告的不同，可以分為區域性程式碼塊，構造程式碼塊，靜態程式碼塊和同步程式碼塊

程式碼塊的應用

• 區域性程式碼塊
  • 在方法中出現，可以限定變數的生命週期，及早釋放，提高記憶體利用率。
• 構造程式碼塊（初始化程式碼塊）
  • 在類中方法外出現，將多個構造器中的相同程式碼放到一起，每次呼叫構造器都執行，並且在構造方法前執行。
• 靜態程式碼塊
  • 在類中方法外出現，並且用static修飾，用於給程式碼塊中的程式碼靜態化，加入靜態域中，在類載入的時候直接執行，並且只執行一次。
  • 靜態程式碼塊優先於main方法執行。
  • 一般常用於載入驅動、IO操作等消耗資源的程式碼

程式碼塊面試題

根據程式寫輸出結果，考察執行順序

class Student {
		static {
			System.out.println("Student 靜態程式碼塊");
		}
		
		{
			System.out.println("Student 構造程式碼塊");
		}
		
		public Student() {
			System.out.println("Student 構造方法");
		}
}
	
class StudentTest {
    static {
        System.out.println("StudentTest靜態程式碼塊");
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("我是main方法");

        Student s1 = new Student();
        Student s2 = new Student();
    }
}

測試結果：

StudentTest靜態程式碼塊
我是main方法
Student 靜態程式碼塊
Student 構造程式碼塊
Student 構造方法
Student 構造程式碼塊
Student 構造方法

分析：

​ main方法是Java程式的入口，JVM先找main方法，先把有main方法的類載入到記憶體中，此時StudentTest類的靜態程式碼塊直接隨著類的載入而先執行；

​ 隨後main方法開始執行，當Student類被例項化後，Student類的靜態程式碼塊先執行，並且只執行一個，不管例項化多少物件；

​ 之後，每例項化一次Student類，類中的構造程式碼塊比構造方法就會先執行，並且每例項化一次就執行一次。

初始化執行順序總結

• 當程式執行時，如果需要建立某個類的物件，那麼Java會先檢查是否載入了這個類，如果沒有載入，則先執行類的載入再生成物件。如果已經載入，則直接生成物件。
• 類的執行順序過程：
  • 首先類先載入到方法區記憶體中，類的靜態域會先被載入並且初始化並且優先於main方法執行。Java中類的載入時按需載入，需要時才載入，並且只加載一次。
    • 靜態成員變數和靜態程式碼塊的執行順序同程式碼中的順序一致。
  • 每建立一次物件時，先初始化物件中的成員變數，再執行構造程式碼塊，其次再執行構造方法。
    • 類中的變數會在任何方法（包括構造器）呼叫之前得到初始化，即使變數散佈於方法定義之間。

Java記憶體區域分配

• 此分配圖基於Java8之前版本