在 Java 中，static 是一個修飾符，用于定義與類相關（而非對象實例相關）的成員。以下是核心知識點和用法：

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一、四大用途

1. 靜態變量（類變量）

   • 作用：屬于類，而非實例。所有實例共享同一副本。
   • 內存分配：類加載時在方法區內存中分配。
   • 示例：

     public class Counter {static int count = 0; // 靜態變量public Counter() { count++; }
     }
     

     Counter c1 = new Counter(); // count=1
     Counter c2 = new Counter(); // count=2 (共享)
     

2. 靜態方法（類方法）

   • 規則：
     • 只能訪問靜態成員（變量/方法）。
     • 不能使用 this 或 super。
     • 可通過類名直接調用。
   • 示例：

     public class MathUtils {public static int add(int a, int b) {return a + b;}
     }
     // 調用：MathUtils.add(3, 5);
     

3. 靜態代碼塊

   • 作用：在類加載時執行一次，用于初始化靜態資源。
   • 執行順序：按定義順序執行。
   • 示例：

     public class Database {static {System.out.println("加載數據庫驅動..."); // 類加載時執行}
     }
     

4. 靜態內部類

   • 特點：
     • 不依賴外部類實例。
     • 無法訪問外部類的非靜態成員。
   • 示例：

     public class Outer {static class Nested { // 靜態內部類void print() { System.out.println("Nested"); }}
     }
     // 使用：Outer.Nested obj = new Outer.Nested();
     

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二、關鍵特性

1. 生命周期

   • 從類加載開始，到 JVM 結束銷毀。
   • 比實例成員的生命周期長。

2. 內存分配

   • 靜態變量/方法：存儲在方法區（JDK 8+ 的元空間）。
   • 實例變量/方法：存儲在堆內存的對象中。

3. 訪問限制

   • 靜態方法中 不能直接訪問非靜態成員（需要先創建對象）。
   • 非靜態方法可以自由訪問靜態成員。

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三、使用場景

1. 共享數據配置

   public class AppConfig {public static final String API_KEY = "ABC123"; // 全局常量
   }
   

2. 工具類設計

   public class StringUtils {private StringUtils() {} // 防止實例化public static boolean isEmpty(String s) { ... }
   }
   

3. 單例模式

   public class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}
   }
   

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四、常見誤區

1. 重寫問題
   static 方法不能被重寫（Override），只支持方法隱藏（Method Hiding）：

   class Parent {static void print() { System.out.println("Parent"); }
   }
   class Child extends Parent {static void print() { System.out.println("Child"); } // 隱藏父類方法
   }
   

2. 多態失效
   靜態方法在編譯時綁定，不存在運行時多態：

   Parent obj = new Child();
   obj.print(); // 輸出 "Parent"（編譯時類型決定）
   

3. 線程安全問題
   多個線程同時修改靜態變量需同步：

   public class Counter {private static int count;public static synchronized void increment() { count++; } // 加鎖
   }
   

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五、與 final 結合

• 靜態常量：固定不變的值（如數學常量）

  public class Constants {public static final double PI = 3.1415926;
  }
  

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六、總結

特性	static 成員	非靜態成員
歸屬	類	對象實例
內存分配時機	類加載時	創建對象時
訪問方式	類名.成員 或對象訪問	必須通過對象訪問
生命周期	與類相同	與對象相同
多態支持	不支持（靜態綁定）	支持（動態綁定）

最佳實踐：優先用 static 定義工具方法、常量，避免濫用導致代碼耦合或內存泄漏。