Java static关键字讲解

Java内存模型的简化视图：

• 堆内存（Heap）：存储所有的对象实例以及数组。无论是哪个线程创建的对象，都存储在堆内存中。
• 栈内存（Stack）：每个线程运行时都会创建自己的栈，用于存储局部变量（包括方法的参数）和控制方法调用的执行流。局部变量可能包括对堆内存中对象的引用。
• 方法区（Method Area，在JDK 8及之后被称为元空间 Metaspace）：存储每个类的结构信息，如运行时常量池、字段和方法数据、构造函数和普通方法的字节码内容等。
• 程序计数器（Program Counter）：每个线程都有自己的程序计数器，是当前线程所执行的字节码的行号指示器。
• 本地方法栈（Native Method Stack）：为虚拟机使用到的Native方法服务。

在Java中，static 关键字确实表示静态的含义，用来定义属于类本身而不是类的某个特定实例的成员。静态成员包括静态变量（也称为类变量）和静态方法。这些静态成员在类被加载时初始化，并且只初始化一次。

在JDK 7以前，静态成员是存储在方法区中的，这部分内存区域用于存放类信息、常量、静态变量等。但从JDK 7开始，字符串常量池已经从方法区移动到了Java堆中。而在JDK 8及之后，方法区的概念已经被元空间（Metaspace）所取代，元空间使用的是本地内存，而不是虚拟机内存。

因此，静态成员现在应该被认为是存储在元空间中，而不是堆内存或堆区的静态区。元空间中存储了类的元数据、直接引用的对象（如类的静态字段）等信息。至于非静态成员，它们依然是存储在堆内存中，每个实例都有自己的一份拷贝。

问题:为什么静态方法不能调用非静态成员和方法，只能调用静态成员和方法？

首先，需要了解Java中静态（static）和非静态（也称为实例）成员的区别：

1. 静态成员（包括静态方法和静态属性）属于类本身，而不是类的任何特定实例。这意味着静态成员是在类被加载到JVM时初始化的，存储在Java的方法区（在某些JVM实现中也被称为静态区或永久代），并且它们可以通过类名直接访问，而不需要创建类的实例。

2. 实例成员（包括实例方法和实例属性）属于类的特定实例。每次使用new关键字创建类的新实例时，都会为这些成员分配内存，它们存储在堆内存中，并且必须通过类的实例来访问。

现在来看静态方法和实例成员之间的关系：

• 静态方法可以直接访问类中的其他静态成员，因为它们都属于类层面，不需要类的实例即可存在。
• 静态方法不能直接访问类中的实例成员，因为实例成员需要依附于具体的对象实例。如果静态方法要访问实例成员，它必须通过一个对象的引用来做到这一点。

这里的关键点是“直接访问”。实际上，静态方法是可以调用实例方法和访问实例属性的，但前提是它们必须通过一个对象的引用来进行。例如：

public class MyClass {
    private int instanceVar;

    public MyClass(int instanceVar) {
        this.instanceVar = instanceVar;
    }

    public void instanceMethod() {
        System.out.println("这是一个实例方法。");
    }

    public static void staticMethod(MyClass obj) {
        // 通过传入的对象引用调用实例方法
        obj.instanceMethod();
        
        // 通过传入的对象引用访问实例属性
        System.out.println("实例变量的值为：" + obj.instanceVar);
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass obj = new MyClass(10);
        MyClass.staticMethod(obj); // 调用静态方法，并传入对象引用
    }
}

需要注意的是，实际上每一个成员方法中虚拟机会自动加入一个参数,(类名 this)这样可以直接调用其他的成员属性和方法，也可以调用静态属性和方法。