了解Java中的final和static關鍵字

回顧這兩個關鍵字前，先考慮一個問題：

static變量存儲在jvm中的位置，或者說static變量是如何被加載的？

jvm會把類的靜态方法和靜态變量在類加載的過程中讀入方法區（method area），相當于常駐記憶體，

如果一個方法或者變量聲明為static，可以節約記憶體，不必要為每個對象執行個體化的時候配置設定記憶體。

根據程式上下文環境，java關鍵字final有“這是無法改變的”或者“終态的”含義，

它可以修飾非抽象類、非抽象類成員方法和變量。

final類不能被繼承，沒有子類，final類中的方法預設是final的；

final方法不能被子類的方法覆寫，但可以被繼承

final成員變量表示常量，隻能被指派一次，指派後值不再改變；

注意，final不能用于修飾構造方法；

父類的private方法是不能被子類方法通路和覆寫的，是以private類型的方法預設是final類型的，也就是說編譯器對final方法和private方法做的優化是一樣的。

（1）final類

final類不能被繼承，是以final類的成員方法沒有機會被覆寫，預設都是final的。在設計類時候，如果這個類不需要有子類，類的實作細節不允許改變，并且确信這個類不會載被擴充，那麼就設計為final類。

典型的如jdk中的string，stringbuffer和stringbuilder。

（2）final方法

如果一個類不允許其子類覆寫某個方法，則可以把這個方法聲明為final方法。

使用final方法的原因有二：

把方法鎖定，防止任何繼承類修改它的意義和實作；

高效。編譯器在遇到調用final方法時候會轉入内嵌機制，大大提高執行效率。

注意和private方法的區分，private方法不可以在子類執行個體中通路，final可以在子類執行個體中直接調用，但是不能覆寫修改。

（3）final變量（常量）

用final修飾的成員變量表示常量，值一旦給定就無法改變！

final修飾的變量有三種：靜态變量、執行個體變量和局部變量，分别表示三種類型的常量。

（4）final參數

當函數參數為final類型時，你可以讀取使用該參數，但是無法改變該參數的值。

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

<code>public</code> <code>class</code> <code>finalparam {</code>

<code>    </code><code>public</code> <code>static</code> <code>void</code> <code>main(string[] args){</code>

<code>        </code><code>finalparam test=</code><code>new</code> <code>finalparam();</code>

<code>        </code><code>test.change(</code><code>10</code><code>);</code>

<code>    </code><code>}</code>

<code>    </code><code>public</code> <code>void</code> <code>change(</code><code>final</code> <code>int</code> <code>i){</code>

<code>//      i++; 編譯報錯</code>

<code>        </code><code>system.out.print(i);</code>

<code>}</code>

　　

static表示“全局”或者“靜态”的意思，用來修飾成員變量和成員方法，也可以形成靜态static代碼塊。

被static修飾的成員變量和成員方法獨立于該類的任何對象。它不依賴類特定的執行個體，被類的所有執行個體共享。

隻要這個類被加載，java虛拟機就能根據類名在運作時資料區的方法區内定找到他們。是以，static對象可以在它的任何對象建立之前通路，無需引用任何對象。

按照是否靜态的對類成員變量進行分類可分兩種：一種是被static修飾的變量，叫靜态變量或類變量；另一種是沒有被static修飾的變量，叫執行個體變量。兩者的差別是：

對于靜态變量在記憶體中隻有一個拷貝（節省記憶體），jvm隻為靜态配置設定一次記憶體，在加載類的過程中完成靜态變量的記憶體配置設定，可用類名直接通路（友善），當然也可以通過對象來通路（但是這是不推薦的）。

對于執行個體變量，沒建立一個執行個體，就會為執行個體變量配置設定一次記憶體，執行個體變量可以在記憶體中有多個拷貝，互不影響（靈活）。

靜态方法可以直接通過類名調用，任何的執行個體也都可以調用，是以靜态方法中不能用this和super關鍵字，不能直接通路所屬類的執行個體變量和執行個體方法(就是不帶static的成員變量和成員成員方法)，隻能通路所屬類的靜态成員變量和成員方法。因為執行個體成員與特定的對象關聯。

因為static方法獨立于任何執行個體，是以static方法必須被實作，而不能是抽象的abstract。

static代碼塊也叫靜态代碼塊，是在類中獨立于類成員的static語句塊，可以有多個，位置可以随便放，它不在任何的方法體内，jvm加載類時會執行這些靜态的代碼塊。

如果static代碼塊有多個，jvm将按照它們在類中出現的先後順序依次執行它們，每個代碼塊隻會被執行一次。

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

<code>public</code> <code>class</code> <code>staticarea {</code>

<code>    </code><code>private</code> <code>static</code> <code>int</code> <code>a;</code>

<code>    </code><code>private</code> <code>int</code> <code>b;</code>

<code>    </code><code>static</code> <code>{</code>

<code>        </code><code>staticarea.a = </code><code>1</code><code>;</code>

<code>        </code><code>system.out.println(a);</code>

<code>        </code><code>staticarea temp = </code><code>new</code> <code>staticarea();</code>

<code>        </code><code>temp.f();</code>

<code>        </code><code>temp.b = </code><code>1000</code><code>;</code>

<code>        </code><code>system.out.println(temp.b);</code>

<code>        </code><code>staticarea.a = </code><code>2</code><code>;</code>

<code>    </code><code>public</code> <code>static</code> <code>void</code> <code>main(string[] args) {</code>

<code>        </code><code>staticarea.a = </code><code>3</code><code>;</code>

<code>    </code><code>public</code> <code>void</code> <code>f() {</code>

<code>        </code><code>system.out.println(</code><code>"執行執行個體中方法"</code><code>);</code>

輸出：

1       

執行執行個體中方法        

1000      

2      

3      

static final用來修飾成員變量和成員方法，可簡單了解為“全局常量”，

對于變量，表示一旦給值就不可修改，并且通過類名可以通路。

對于方法，表示不可覆寫，并且可以通過類名直接通路。

以下代碼： static int foo() { int a = somevaluea(); int b = somevalueb(); return a + b; // 這裡通路局部變量 } 與帶final的版本， final int a = somevaluea(); final int b = somevalueb(); 效果一模一樣，由javac編譯得到的位元組碼會是這樣： invokestatic somevaluea:()i istore_0 // 設定a的值 invokestatic somevalueb:()i istore_1 // 設定b的值 iload_0 // 讀取a的值 iload_1 // 讀取b的值 iadd ireturn 位元組碼裡沒有任何東西能展現出局部變量的final與否，class檔案裡除位元組碼（code屬性）外的輔助資料結構也沒有記錄任何展現final的資訊。既然帶不帶final的局部變量在編譯到class檔案後都一樣了，其通路效率必然一樣高，jvm不可能有辦法知道什麼局部變量原本是用final修飾來聲明的。 但有一個例外，那就是聲明的“局部變量”并不是一個變量，而是編譯時常量的情況： static int foo2() { final int a = 2; // 聲明常量a final int b = 3; // 聲明常量b return a + b; // 常量表達式 這樣的話實際上a和b都不是變量，而是編譯時常量，在java語言規範裡稱為constant variable。 chapter 4. types, values, and variables 其通路會按照java語言對常量表達式的規定而做常量折疊。 chapter 15. expressions 實際效果跟這樣的代碼一樣： static int foo3() { return 5; 由javac編譯得到對應的位元組碼會是： iconst_5 // 常量折疊了，沒有“通路局部變量” 而這種情況如果去掉final修飾，那麼a和b就會被看作普通的局部變量而不是常量表達式，在位元組碼層面上的效果會不一樣 static int foo4() { int a = 2; int b = 3; return a + b; 就會編譯為： iconst_2 iconst_3 但其實這種層面上的差異隻對比較簡易的jvm影響較大，因為這樣的vm對解釋器的依賴較大，原本class檔案裡的位元組碼是怎樣的它就怎麼執行；對高性能的jvm（例如hotspot、j9等）則沒啥影響。這種程度的差異在經過好的jit編譯器處理後又會被消除掉，上例中無論是 foo3() 還是 foo4() 經過jit編譯都一樣能被折疊為常量5。