静态设计

    作者：Flyingis

    在我们系统设计中，类方法的功能设计一般是改变对象的状态，以及返回对象的信息。然而在这两种情况之外，还存在一种类型的方法，其设计目的，是专为系统提供某种特定的功能，作为系统专用的一种工具，有的书上称之为“工具方法”，一般情况下，我们会将这类方法设计成静态的，保证系统中所有的代码都可以使用它。在Java API中，最典型的例子之一是java.lang.Math类，它的所有变量、方法都是静态的，专为数学计算而设计。

static double PI;  //类变量，代表圆周率
static double abs(double a);  //类方法，取双精度浮点类型参数的绝对值

    经过关键字static修饰后，对象中的实例变量或实例方法就成为了类变量、类方法，使用静态的好处是，在代码中，我们可以不用创建对象而直接使用类变量和类方法，这样可以简化我们的代码，减少系统的内存开销。例如，在多处需要使用这些方法所提供的功能时，如果使用实例方法，就需要我们创建多个对象来调用这些方法，对于一个规模庞大的系统来说，这通常是不理智的，使用静态方法，可以保证该静态方法仅会存在于系统内存中的一个地址段内。从这里也可以看出，静态方法内应该尽量使用类变量代替实例变量，否则在多次调用静态方法的过程中，会创建多个实例变量，增加系统占用的内存空间。

    Java虚拟机第一次加载类的时候，会初始化静态的代码块，这和实例变量和实例方法的加载时间不一样。静态的代码可以存放在一个static代码块中，在类加载的时候一起初始化，但是在static代码块中不能抛出异常：

static {
  double i = java.lang.Math.random();
  long time = System.currentTimeMillis();
}

    现在来理解“静态”，简而言之，就是一旦在系统中生成，其地址就不再改变的变量或方法，因此，静态设计可以为我们提供如下方便：

    1.简化或优化代码。
    2.减少系统的内存开销。
    3.分离出系统中的工具类。

    世上少有鱼与熊掌兼得得事，如果漫无目的地使用静态，也会出现一些意外情况。

    静态变量在内存中只会存在一份拷贝，而静态设计的目的之一是要为系统提供一系列通用的工具，因此所有的代码都可以对静态变量进行访问或改变它的值，这样容易使设计者对当前变量所存储的值产生疑惑，不知道是谁动了我的“奶酪”。

    如果在程序上面静态导入相应的包、类，在程序中可以不使用类名，这样会给代码阅读者带来混淆。静态导入的格式：

import static com.sun.staticClassTools.CommonTool;

    静态变量（类变量）的生命周期是从类的第一次加载到应用程序的结束，使用静态变量存储集合通常会带来巨大的内存开销，因为Java垃圾回收不会回收在以静态方式存在的集合对象，直到应用程序终止，哪怕这些集合对象已经不再使用。

    静态设计违反OO设计原则，它是非面向对象的，类似于C语言中的全局函数，以过程的思想处理我们的代码。

    因此，过度的静态设计会给我们的程序带来包括内存泄漏在内的多种问题，一般情况下，如果可以不使用静态，应该尽量避免，保证系统中的每一处静态设计都有其明确的存在的意义。