Java基础之final、static关键字

一、前言

　　关于这两个关键字，应该是在开发工作中比较常见的，使用频率上来说也比较高。接口中、常量、静态方法等等。但是，使用频繁却不代表一定是能够清晰明白的了解，能说出个子丑演卯来。下面，对这两个关键字的常见用法做点总结记录，方便之后的回顾以及突击知识点。

二、关键字 final

　　final，一如字面意思 “最终的”，大体在 Java 中表示 “不可变的”。可用来修饰类、方法、方法参数以及变量。

　　1、修饰类

　　 final 在修饰类的时候，代表的是此类不能被继承。也就是说如果一个类确定不会被继承使用，则可以设计成 final类型的。典型的例子就是 String 类。

　　2、修饰方法

　　final 修饰的方法，能被继承，但是不能重写。可以重载。

　　3、修饰方法参数

　　final 在修饰方法参数的时候，表示的是在执行方法的内部，不能够去改变参数的值。但是如果是引用对象，是可以改变应用对象的属性值。

　　4、修饰变量

　　final 在修饰变量，代表的是不可变，也即是常说的 “常量”。 final 在修饰的时候，允许一次赋值，之后在生命周期类，不允许对其进行修改。

　　修饰变量存在两种情况：基本类型的数据 和  对象数据。在修饰基本类型数据的时候，值是不可变的。在修饰对象数据的是，对象的引用是不可改变的，但是，可以修改对象内部的属性值。

　　final 修饰的变量必须在使用前进行初始化，一种方式是在声明的时候就给出默认值。还有一种就是通过构造方法去设置。

　　5、代码示例

package com.cfang;

import java.util.Calendar;

import lombok.Data;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
public class T3 {
    

    public static void main(String[] args) {
        // -- 修饰变量
        final int b = 0;
        /**
         *     编译报错：The final local variable b cannot be assigned. It must be blank and not using a compound assignment
         */
//        b = 2;
        
        // -- 修饰方法参数
        DemoCls cls = new DemoCls();
        cls.setAge(10);
        log.info("democls age : {}", cls.getAge());
        int a = 10;
        sayHello(a, cls);
        log.info("after call sayHello, democls age : {}", cls.getAge());
    }
    
    private static void sayHello(final int a, final DemoCls cls) {
        /**
         *     编译报错：The final local variable a cannot be assigned. It must be blank and not using a compound assignment
         */
//        a = 11;
//        cls = new DemoCls();
        
        cls.setAge(11);
    }
}

@Data
class DemoCls{
    private int age;
}

// -- 修饰方法
@Slf4j
class Person {
    public final void saySth() {
        log.info("i am person");
    }
}

@Slf4j
class Male extends Person{
    /**
     *     编译出错 ： Cannot override the final method from Person
     *     修饰的方法不能够被重写
     */
//    public final void saySth() {
//        log.info("i am male");
//    }
    
    public final void saySth(String msg) {
        log.info("i am male");
    }
}

　　其中，修饰方法参数，如果是引用对象，是可以改变对象的属性值，这一点也很好理解：cls 是引用变量，final 修饰引用变量，只是限定了此引用变量 cls 的引用不能改变，而实际引用的对象的本身的值是可以进行修改的。文字语言组织可能不是很清晰，如下图所示，一目了然的就知道说要表述的意思了。

　　

三、关键字 static

　　static，静态的。在 Java 中，static 通常可被用于修饰 变量、方法以及代码块。

　　1、修饰变量

　　static 修饰的变量，叫做静态变量。static 变量被所有类对象共享，在内存中仅一份，随着类的初始化而被加载。与之对应的非静态变量，是属于每个实例对象本身，内存中存在多份，相互间不影响。

　　2、修饰方法

　　static 修饰的方法，叫做静态方法。调用静态方法，不依赖于实例对象就可以进行访问，所以，静态方法是没有 this的。由于此特性以及非静态方法依赖于实例对象调用，所以静态方法中是不能够直接使用非静态的成员属性和方法。与之相反的是，非静态方法是可以直接访问使用静态成员变量和方法。同样的，静态方法也是没有 super 的。可以一句话总结下：由于 static 和具体的实例对象无关，而 this、super和具体的实例对象息息相关，所以，static 和 this、super 势如水火，一如白天与黑夜。

　　3、修饰代码块

　　static 修饰代码块，在类初始化加载的时候，会按照 static 块的顺序进行加载，并且，生命周期内，只加载一次。基于此特性，可以设计优化程序的性能，一些只需要一次性初始化加载的内容，就可以放在 static 块中进行。

　　4、代码示例

package com.cfang;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
public class T4 {
    
    private static int a;
    private static int b;
    private static int c;
    
    static {
        log.info("init value a");
        a = 10;
    }
    
    {
        /**
         *     普通代码块，依赖于实例对象
         */
        log.info("init value c");
        c = 12;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // -- 静态方法调用非静态
        /**
         *     不可直接访问
         */
//        sayHello1();
        new T4().sayHello1();
        
        // -- 静态方法直接调用
        sayHello();
        
        // -- 静态代码块初始化资源
        log.info("value a : {}", a);
        log.info("value b : {}", b);
        log.info("value c : {}", c);
    }
    
    private static void sayHello() {
        log.info("say hello");
    }
    
    private void sayHello1() {
        log.info("say hello1");
        // -- 非静态方法直接调用
        sayHello();
    }
    
    static {
        log.info("init value b");
        b = 11;
    }
}

　　5、static 常见误区

package com.cfang;

import lombok.Data;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
public class T5 {
    
    private static int a = 10;

    public static void main(String[] args) {
        new T5().printVal();
        
        //-- The field DemoCls01.b is not visible
        DemoCls01.b;
    }
    
    private void printVal() {
        int a = 11;
        log.info("value a : {}", this.a);
    }
}

@Data
class DemoCls01{
    private static int b;
}

　　5.1、static 的 this

　　上述代码中，最终运行 printVal 方法，输出的结果是 ：value a : 10  。 其实这也很好理解： this 指代的当前对象，而通过 new T5().printVal() 调用的话，this 指代的就是当前新创建的实例对象，static 修饰的变量本身是被所有类对象所共享的，而 printVal 方法中 a 属于局部变量，跟 this 实例对象并没有关联。所以，输出的就是 10。

　　5.2、static 与 可见性

　　static 并不能改变变量或者方法的可见性。上述代码中，main 方法中，DemoCls01.b 会编译报错。

　　5.3、static 与 局部变量

　　Java规范中，明确说明了 ：static 关键字不可修饰局部变量。

四、总结

　　final 和 static ，联合使用修饰属性表示一旦给值，就不可修改，并且可以通过类名访问；修饰方法，表示该方法不能重写，可以在不new对象的情况下调用。

　　突然想到，接口 interface 中，成员变量的默认修饰符为 public static final，方法的默认修饰符 public abstract 。