Java中的静态方法和实例方法的区别

一、程序方法层面的区别分析

静态方法和实例方法的区别主要体现在两个方面:

  • 在外部调用静态方法时,可以使用”类名.方法名”的方式,也可以使用”对象名.方法名”的方式。而实例方法只有后面这种方式。也就是说,调用静态方法可以无需创建对象。

  • 静态方法在访问本类的成员时,只允许访问静态成员(即静态成员变量和静态方法),而不允许访问实例成员变量和实例方法;实例方法则无此限制。

下面几个例子展示了这一区别:

1、调用静态方法示例

//-----------hasStaticMethod.java-----------------
public class hasStaticMethod{
//定义一个静态方法
    public static void callMe(){
      System.out.println("This is a static method.");
    }
}

下面这个程序使用两种形式来调用静态方法。
//-----------invokeStaticMethod.java-----------------
public class invokeStaticMethod{
  public static void main(String args[]){
      hasStaticMethod.callMe();  //不创建对象,直接调用静态方法    
      hasStaticMethod oa = new hasStaticMethod();   //创建一个对象
      oa.callMe();      //利用对象来调用静态方法
   }
} 

程序两次调用静态方法,都是允许的,程序的输出如下:

This is a static method.This is a static method.

允许不创建对象而调用静态方法,是Java为了减少程序员调用某些常用方法时的麻烦,而允许程序员按照传统的C语言中使用函数的方式来使用方法。典型的例子是前面某些程序中使用”Math.ramdon()”来获取随机数。还有一个很典型的代表就是数组的处理工具Arrays。

2、静态方法访问成员变量示例

//-----------accessMember.java-----------------
class accessMember{
    private static int sa; //定义一个静态成员变量
    private int ia;  //定义一个实例成员变量
    //下面定义一个静态方法
    static void statMethod(){
      int i = 0;    //正确,可以有自己的局部变量sa = 10;   
      //正确,静态方法可以使用静态变量
      otherStat();  
      //正确,可以调用静态方法
      ia = 20;   //错误,不能使用实例变量
      insMethod();  //错误,不能调用实例方法
    }
    static void otherStat(){} 
    //下面定义一个实例方法 
    void  insMethod(){
      int i = 0;    //正确,可以有自己的局部变量
      sa = 15;    //正确,可以使用静态变量
      ia = 30;    //正确,可以使用实例变量
      statMethod();   //正确,可以调用静态方法
    }
} 

本例其实可以概括成一句话:静态方法只能访问静态成员,实例方法可以访问静态和实例成员。之所以不允许静态方法访问实例成员变量,是因为实例成员变量是属于某个对象的,而静态方法在执行时,并不一定存在对象。同样,因为实例方法可以访问实例成员变量,如果允许静态方法调用实例方法,将间接地允许它使用实例成员变量,所以它也不能调用实例方法。基于同样的道理,静态方法中也不能使用关键字this。

main()方法是一个典型的静态方法,它同样遵循一般静态方法的规则,所以它可以由系统在创建对象之前就调用。

二、深入程序执行过程分析区别

Java程序启动class文件被读取时类被加载,如果有static方法,此时会分配内存,非static方法实例化类时才在内存中分配控件存储,引用存储在堆栈中,实体存储在堆中。
最大的区别在于内存。

静态方法在程序开始时生成内存,实例方法在程序运行中生成内存,所以静态方法可以直接调用,实例方法要先成生实例,通过实例调用方法,静态速度很快,但是多了会占内存。

任何语言都是对内存和磁盘的操作,至于是否面向对象,只是软件层的问题,底层都是一样的,只是实现方法不同。、

静态内存是连续的,因为是在程序开始时就生成了,而实例申请的是离散的空间,所以当然没有静态方法快,而且静态内存是有限制的,太多了程序会启动不了。

总结:
仅从代码执行的角度来探讨Java加载类、创建对象的过程,并没有深入到JVM的机制中去。
1.一个对象第一次被创建时,先要加载该对象所属的类,即对应的.class文件,当然如果类已经加载,再次创建该类的对象时,就不再需要重新加载类了。而一个类加载的时候,有三个部分需要加载,一个是静态变量,再然后是静态方法,然后是静态初始化块。(见到第一次执行结果就知道了,由于没有创建实例所以初始化块不执行)
2.然后开始创建该类的实例了,当然如果静态方法跟静态初始化对象中有对象的创建时,就继续加载该对象的类,当然已经加载了该对象的类的话就不需要再次加载了。那么对象实例的创建过程是什么呢?首先是成员变量的引入,然后是实例初始化块,之后才是构造方法,构造方法执行完成之后才算把这个对象给创建出来了。
在这个过程中,真正可以编写执行代码的地方有三个,静态初始化、实例初始化以及构造方法。从以上的分析中我们可以看到,这三个代码块的执行顺序是先类的静态初始化,再实例初始化,最后执行构造方法。也就是说,静态初始化是属于类加载的过程,所以它只执行一次,而实例初始化是每个对象创建时都会执行一次,而构造方法跟实例初始化其实也差不多,不过它在实例初始化之后执行,而且构造方法可以重载多个,执行哪个构造方法是根据你的选择来的。

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