Java中静态变量的适用场景

Java类中的静态变量在程序运行期间,其内存空间对所有该类的对象实例而言是共享的,有些时候可以认为是全局变量。因此在某些时候为了节省系统内存开销、共享资源,可以将类中的一些变量声明为静态变量,通过下面的例子,你可以发现合理应用静态变量带来的好处:

 

public class WeekA{

       static class Data { 

             private int week;
             private String name;
             Data(int i, String s) {
                   week= i;
                   name = s;
             }
       }

       Data weeks[] = {
             new Data(1, "Monday"),
             new Data(2, "Tuesay"),
             new Data(3, "Wednesday"),
             new Data(4, "Thursday"),
             new Data(5, "Friday"),
             new Data(6, "Saturday"),
             new Data(7, "Sunday")
       };

       public static void main(String args[]) {

             final int N = 10000;
             WeekA weekinstance;
             for (int i = 1; i <= N; i++){
                   weekinstance = new WeekA ();
             }

       }

}

 

在上面这段代码中,没有将Data weeks声明为静态变量,因此当创建WeekA对象时将会得到10 000个weeks对象的副本,这些对象被保存在内存中,但是weeks对象中的数据却从来没有被更改过,而且十分稳定。因此,如果能使所有对象共享该数据对象是个不错的解决办法,请看下面的代码:

public class WeekB{

      static class Data { 

             private int week;
             private String name;
             Data(int i, String s) {
                   week= i;
                   name = s;
            }

      }

      static Data weeks[] = {
             new Data(1, "Monday"),
             new Data(2, "Tuesay"),
             new Data(3, "Wednesday"),
             new Data(4, "Thursday"),
             new Data(5, "Friday"),
             new Data(6, "Saturday"),
             new Data(7, "Sunday")
      };

      public static void main(String args[]) {

             final int N = 10000;
             WeekB weekinstance;
             for (int i = 1; i <= N; i++){
                   weekinstance = new WeekB ();
             }
     }

}    

 请注意在类WeekB中,在Data weeks[]之前添加了static关键字,将该对象变量声明为静态的,因此当你创建10 000个WeekB对象时系统中只保存着该对象的一份拷贝,而且该类的所有对象实例共享这份拷贝,这无疑节约了大量的不必要的内存开销,同时实现了要完成的系统功能。

那么是不是我们应该尽量地多使用静态变量呢?其实不是这样的,因为静态变量生命周期较长,而且不易被系统回收,因此如果不能合理地使用静态变量,就会适得其反,造成大量的内存浪费,所谓过犹不及。因此,建议在具备下列全部条件的情况下,尽量使用静态变量:

(1)变量所包含的对象体积较大,占用内存较多。

(2)变量所包含的对象生命周期较长。

(3)变量所包含的对象数据稳定。

(4)该类的对象实例有对该变量所包含的对象的共享需求。

如果变量不具备上述特点建议你不要轻易地使用静态变量,以免弄巧成拙。

 

本文内容有部分引用自《Java优化编程》

文中理解有误之处, 还望高手指点!

 

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### Java 中 `static` 静态变量的作用及用法 #### 1. **定义与作用** 在 Java 中,`static` 关键字用于声明独立于对象的静态成员。它主要用来修饰变量、方法以及代码块。对于静态变量而言,其核心特性在于它们属于类本身而非某个特定的对象实例[^1]。 这意味着无论创建多少个该类的对象,所有的对象共享同一个静态变量副本。这种设计使得程序能够高效管理资源并实现跨多个对象的数据共享。 #### 2. **存储位置** 在 JDK 8 及之前的版本中,静态变量通常被分配至 JVM 的方法区内存区域;然而自 JDK 8 起,元空间取代了传统的方法区概念,并且静态变量实际位于堆内存之中[^3]。具体来说,在类加载阶段会初始化这些静态变量并将之置于堆内的特殊区域——静态存储区里,这一步骤发生在任何通过 `new` 创建的具体对象之前。 #### 3. **生命周期** 由于静态变量随同所属类别的一次性装载过程一同完成初始化工作,因此它的存在时间跨度较长,贯穿整个应用程序运行期间直到卸载对应类别为止。相比普通实例变量每次新建对象都会重新生成一份新的拷贝的情况有所不同的是,这里只有一份单一数据供所有关联实体共同访问和修改。 #### 4. **使用限制** 需要注意的是,尽管可以利用 `static` 来构建类似于其他编程语言里的所谓“全局”性质的东西,但实际上 Java 并不存在真正意义上的全局变量这一说法。另外值得注意的一个重要区别点为:虽然 C 或者 C++允许把 `static` 应用于函数内部定义局部范围的有效期延长型变量上,但在 Java 当中绝对不可以这样做—也就是说我们无法标记任何一个处于方法体里面的临时性的自动释放类型的数值成为具有持久特性的项目[^2]。 以下是展示如何正确运用静态变量的一个简单例子: ```java class Counter { public static int count = 0; // 定义了一个公共可读写的静态整数计数器 private String name; public Counter(String n){ this.name=n; ++count; // 每当新建立一个Counter类别的物件时就增加一次总数记录 System.out.println("Instance created: "+this.name+", Current Count:"+count); } } public class TestStaticVariable{ public static void main(String[] args) { new Counter("A"); new Counter("B"); new Counter("C"); System.out.println("Total instances of Counter:" + Counter.count); } } ``` 上述代码片段展示了通过引入静态字段来追踪某类型已产生的个体数量情况下的典型应用场景之一。
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