深入java static关键字 浅析java类加载机制（解答java静态方法或变量无法访问非静态数据）

想要清晰理解java语法，不了解java和jvm的机制是不行的，以前不理解java中用static修饰方法和变量为什么不可以访问非静态方法和数据，现在明了，如果你也有相同的困惑，这篇博客足以解惑，原创不易，转载请声明出处。
本文分为3大部分

• static的用法和例子
• 简析java类加载机制

• 为何java中static静态数据无法访问非static数据，但是反过来却可以

  1.static用法和解析

  类中静态数据是在类被加载（ClassLoader类的loadClass方法，大致的情况我们待会在第二部分说明）时初始化的。为什么会加载这个类，因为我们尝试使用这个类的时候，类就会被加载进内存里。
  举例说明：

/**
 1. Created by Yangsheng on 2017/4/12.
 */
public class StaticTest {
    //private int allNum = changeNum *2;
    private int changeNum = 0;
    public static int X;//X放在后面会提醒X非法
    public static int Y = X * 2;
    StaticTest(int changeNum){
        this.changeNum = changeNum;
    }
    int getChangeNum(){
        return changeNum;
    }
    void setChangeNum(int changeNum){
        this.changeNum = changeNum;
    }
    {
        X = 10;//非static模块可以访问static变量
        changeNum = 100;
    }
    {
        changeNum = 99;
    }
    static {
        Y = 1;
        System.out.println("YYY");
    }
    static {
        X = 30;
       //changeNum = 100;static模块不可以访问非static变量
    }
    int getLength(String s){
        return s.length()*2;
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(X); //输出60
        StaticTest staticTest =  new StaticTest(1);
        System.out.println(staticTest.Y);
        System.out.println(X);
        System.out.println(staticTest.getChangeNum());
        /**
         * static属性会在类加载进如虚拟机的时候声明，必须按照顺序声明，因为虚拟机一看到static就会将它对应的属性和函数块作为
         *
         * static{}(静态方法会在JVM将类加载进来的时候按照顺序从上往下执行
         * {}会在对象生成的时候按照顺序从上往下执行
         * static{}
         *
         */
    }
}

我们先看一下运行的结果：

1.程序运行的时候，我们从main方法进入，因为main方法是在StsticTest类中的，JVM会先加载StaticTest这一个类，当程序在加载Static变量的时候，JVM会将类里面声明到的静态变量在栈内存里面开辟空间保存好，这里就是X、Y，可是这个时候并没有初始化。这里我们还需要注意到：
我们在程序里面声明了：
public static int X;
public static int Y = X * 2;
若X放在后面会提醒X非法，因为虚拟机在加载类的时候是将static变量从上到下依次进栈，如果还没声明就使用那肯定就非法了。

2.程序会从上到下依次执行static的代码块（因为static的变量和块是属于类的），这个时候Y = 1；X = 30；

3.我们在执行new StaticTest( )，在堆内存里面开辟空间生成StaticTest对象的时候，程序执行构造函数 StaticTest(int changeNum)，但是在正式构造对象之前，会将非静态代码块

依次执行，执行完毕之后，接着在栈内存中初始化int changeNum = 0（初始化变量，如果变量是对象的话，会声明一个这个对象的句柄，但是不会为这个对象分配空间）。接着继续执行构造函数构造对象，以确保构造出来的对象没有问题。

2.简析java类加载机制（Classloader具体的实现以后学完java虚拟机再写）

类加载器顾名思义，类加载器（classloader）用来加载 Java 类到 Java 虚拟机中。一般来说，Java 虚拟机使用 Java 类的方式如下：

• Java 源程序（.java 文件）在经过 Java 编译器编译之后就被转换成 Java 字节代码（.class 文件）。
• 类加载器负责读取 Java 字节代码，并转换成 java.lang.Class类的一个实例。每个这样的实例用来表示一个 Java 类。通过此实例的 newInstance()方法就可以创建出该类的一个对象。
• 实际的情况可能更加复杂，比如 Java 字节代码可能是通过工具动态生成的，也可能是通过网络下载的。
  基本上所有的类加载器都是 java.lang.ClassLoader类的一个实例。下面详细介绍这个 Java 类。
  java.lang.ClassLoader类介绍java.lang.ClassLoader类的基本职责就是根据一个指定的类的名称，找到或者生成其对应的字节代码，然后从这些字节代码中定义出一个 Java 类，即 java.lang.Class类的一个实例。除此之外，ClassLoader还负责加载 Java 应用所需的资源，如图像文件和配置文件等。不过本文只讨论其加载类的功能。为了完成加载类的这个职责，ClassLoader提供了一系列的方法，挑选其中几个很重要的方法先看一下：
• 1. getParent() 返回该类加载器的父类加载器。
• 2. loadClass(String name) 加载名称为 name的类，返回的结果是java.lang.Class类的实例。
• 3. findClass(String name)查找名称为 name的类，返回的结果是java.lang.Class类的实例。
• findLoadedClass(String name)查找名称为 name的已经被加载过的类，返回的结果是 java.lang.Class类的实例。
• 4. defineClass(String name, byte[] b, int off, int len)把字节数组 b中的内容转换成 Java 类，返回的结果是 java.lang.Class类的实例。这个方法被声明为 final的。
• 5. resolveClass(Class c)链接指定的 Java 类。

类的生命周期：

3.为何java中static静态数据无法访问非static数据，但是反过来却可以

终于到了解答自己内心困惑的时候了
1.在类被调用的时候，类加载器根据一个指定的类的名称，找到或者生成其对应的字节代码（.class文件），然后从这些字节代码中定义出一个 Java 类，即 java.lang.Class类的一个实例。

加载完毕后，只要不卸载这个类，那这个类就会一直存在内存当中，所以我们常常会说“类只会被加载一次”。（
类卸载满足的条件：
- 该类所有的实例都已经被回收，也就是java堆中不存在该类的任何实例。
- 加载该类的ClassLoader已经被回收。
- 该类对应的java.lang.Class对象没有任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。
- ）
2.在定义类的时候，虚拟机会将字节码对应的static变量从上到下依次初始化，然后执行static代码块。这个时候内存中就有了这些Static变量。

3.在类加载完毕，同时我们生成这个类的实例的时候，这个时候类执行构造函数，在构造对象之前，会先执行非静态代码块，然后初始化非static变量，最后在执行构造函数里面的构造内容构造出一个对象。

重点：

1.类在加载的时候会初始化static变量，但是没有对非static变量声明和初始化，如果我们在static方法中调用类非static变量的话，就极有可能出错，当然java是不允许的。所以在编译阶段，就会报错。

2.我们是先“生成”类，在“生成”对象（类的实例）；所以当我们用非static的类方法去访问类的static变量的时候（static变量是在类加载的时候初始化的），static变量一定是存在内存里面了，不会出现任何问题。

3.为什么会有static关键字（个人理解）：因为针对一些开发场景，我们想要一些关键数据在类加载的时候就被初始化，而且这些数据类对象的所有成员都可以访问；例如游戏。
对于static方法，我认为是：假如我们想“制造”一些方法，这些方法不想通过生产实例去调用，想直接使用，在类加载的时候就硬编码进去，提升效率，而且不许要复杂的对象生成的过程。天才的设计师们就用static这条规则满足我们的需要。