JAVA面试题 static关键字详解

在Java中，static是一种关键字（也称为修饰符），它可以修饰类、方法和变量。在这篇文章中，我们将详细讨论关于static关键字的使用、作用以及我们在面试中可能会遇到的相关问题。

一、static关键字的使用

1.1 类和方法

在Java中，我们可以使用static修饰一个类，使其变成静态类。静态类可以不需要实例化就可以直接访问，该类中的所有方法和变量都是静态的，也就是说，所有实例都共享相同的方法和变量，这与普通类不同。

public static class StaticClass {
    public static void staticMethod() {
        System.out.println("This is a static method.");
    }
}

同样，我们也可以使用static修饰一个方法，该方法可以直接使用类名调用，而不需要先实例化一个对象。和静态类一样，所有实例都共享相同的方法。

public class StaticMethod {
    public static void staticMethod() {
        System.out.println("This is a static method.");
    }
}

1.2 变量

在Java中，static修饰的变量也叫做"类变量"，也就是说，该变量只有一份空间，在类加载时被分配，所有实例共享。此外，static变量可以在任何实例创建之前被访问。

public class StaticVariable {
    public static int staticVar = 0;
}

二、static关键字的作用

2.1 提高性能

由于静态变量存放在方法区中，在程序运行期间，只要一个静态变量被赋值，该变量的值将一直存在于方法区中，因此，可以通过使用静态变量来减少垃圾回收的次数，从而提高性能。

2.2 共享信息

所有实例通过使用static关键字共享相同的方法和变量，这意味着变量的状态或方法的行为在所有实例之间是相同的，这可以减少代码的复杂性和内存的使用率。

2.3 控制实例的数量

使用静态变量可以达到限制实例数量的目的，因为静态方法和变量可以在使用时被访问，而不需要创建类的实例，它们可以存在于类的定义中，并且在内存中只存在一份。

三、面试问题

3.1 static关键字有什么作用？

作为一个常见的面试问题，这个问题可能会涵盖到static关键字的所有用途，包括提高性能、共享信息以及控制实例的数量等。

3.2 static变量和实例变量的区别是什么？

static变量是一种类变量，因此只有一份空间存储，被所有实例共享。而实例变量需要在每个实例创建时分配空间，每个实例都有自己的实例变量。

例如，在下面的代码中，变量staticVar是静态变量，被所有实例共享，而变量nonStaticVar是实例变量，每个实例都有自己的变量：

public class MyClass {
    public static int staticVar = 0;
    public int nonStaticVar = 0;
}

3.3 static方法可以访问实例变量吗？

静态方法可以访问静态变量，但不能访问实例变量。因为静态方法是在类加载时创建的，它们可以在没有实例的情况下被访问。而实例变量必须在实例化后才能被访问。

例如，在下面的代码中，静态方法staticMethod可以直接访问静态变量staticVar，但不能访问实例变量nonStaticVar：

public class MyClass {
    public static int staticVar = 0;
    public int nonStaticVar = 0;
    public static void staticMethod() {
        System.out.println(staticVar); // 可以访问
        System.out.println(nonStaticVar); // 不能访问
    }
}

四、示例说明

4.1 示例1

下面是一个使用static关键字的示例，其中静态变量sharedCount和静态方法incrementCount被用来统计类的实例数量：

public class Example1 {
    public static int sharedCount = 0;
    public Example1() {
        sharedCount++;
    }
    public static void incrementCount() {
        sharedCount++;
    }
}

我们可以通过代码Example1.incrementCount()来增加共享变量sharedCount的值。此外，我们也可以在代码中创建Example1的实例，以便每次创建实例时增加共享变量的值：

Example1 obj1 = new Example1();
Example1 obj2 = new Example1();
Example1 obj3 = new Example1();

在上面的代码中，每次创建Example1的实例时，共享变量sharedCount的值都会加1。

4.2 示例2

下面是一个使用static关键字的示例，其中静态方法loadProperties从一个配置文件中加载属性：

public class Example2 {
    private static Properties properties = null;
    static {
        loadProperties();
    }
    public static void loadProperties() {
        properties = new Properties();
        try {
            FileInputStream in = new FileInputStream("config.properties");
            properties.load(in);
            in.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在上面的代码中，loadProperties方法在类加载时通过静态代码块调用，从配置文件中加载属性。

我们可以通过代码Example2.properties.getProperty("myProperty")来获取加载的属性。