从JVM上帝视角看Java中main()函数调用类方法限制

我们都知道，除了静态方法之外的所有方法都只能通过对象调用，没用对象调用的肯定是加了static关键字的静态方法，static方法可以通过类名调用。直接调用的话有两种情况，一是这个方法是包含main方法的类中的static方法，二是其他类的static方法，但在文件开头通过静态导入static import导入了此方法所在的类。

一、为什么static修饰的可以直接调用？

用static修饰的方法或属性在程序执行时会先被加载到内存中，所以在main方法中可以访问到，而没有用static修饰的方法或属性只有在new 类名()的时候才会在内存中分配地址，在内存中有了地址就可以访问了。

二、本类中是否可以直接调用方法？

下边是初学java的朋友常犯的错误，也是疑惑最多的地方，现总结如下：

1、在本类中调用自己的方法，方法必须为静态的，否则报错；

通过递归方法，实现N!的算法。

public class TestRecursion {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(recursion(4));  //编辑器自动提示：Cannot make a static reference to the non-static method recursion(int) from the type TestRecursion
    }
    
    public int recursion(int n) {
        if(n == 1) {
            return 1;
        }else {
            return n * recursion(n-1);
        }
    }
}

必须将recursion()方法定义为static方法，才能在main()方法中直接调用。

public class TestRecursion {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(recursion(4));
    }
    
    public static int recursion(int n) {
        if(n == 1) {
            return 1;
        }else {
            return n * recursion(n-1);
        }
    }
}

2、那么，如何在main()方法中调用非静态方法呢？
首先，实例化本类的对象，然后通过对象调用方法。

public class TestRecursion {
    public static void main(String[] args) {
        //首先是实例化本类的对象
        TestRecursion tr = new TestRecursion();
        //通过实例化的对象调用recursion()方法
        System.out.println(tr.recursion(4));
    }
    
    public  int recursion(int n) {
        if(n == 1) {
            return 1;
        }else {
            return n * recursion(n-1);
        }
    }
}

通过上面两种方法，可以解决在编程过程中遇到的main()调用本类中的方法。

三、JVM如何调用java main方法

Main方法是我们学习Java编程语言时知道的第一个方法，你是否曾经想过为什么main方法是public、static、void的。当然，很多人首先学的是C和C++，但是在Java中main方法与前者有些细微的不同，它不会返回任何值，为什么main方式是public、static、void，这篇文章尝试去找到一些答案。

Main方法是Java程序的入口，记住，我们这里不会讨论Servlet、MIDlet和其他任何容器管理的java程序，在java核心编程中，JVM会查找类中的public static void main(String[] args)，如果找不到该方法就抛出错误NoSuchMethodError:main 程序终止。

Main方法必须严格遵循它的语法规则，方法签名必须是public static void，参数是字符串数组类型，如果是Java1.5及以后的版本还可以使用可变参数：

public static void main(String... args)

1、为什么main方法是静态的（static）

正因为main方法是静态的，JVM调用这个方法就不需要创建任何包含这个main方法的实例。
因为C和C++同样有类似的main方法作为程序执行的入口。
如果main方法不声明为静态的，JVM就必须创建main类的实例，因为构造器可以被重载，JVM就没法确定调用哪个main方法。
静态方法和静态数据加载到内存就可以直接调用而不需要像实例方法一样创建实例后才能调用，如果main方法是静态的，那么它就会被加载到JVM上下文中成为可执行的方法。

2、为什么main方法是公有的（public）

Java指定了一些可访问的修饰符如：private、protected、public，任何方法或变量都可以声明为public，Java可以从该类之外的地方访问。因为main方法是公共的，JVM就可以轻松的访问执行它。

3、为什么main方法没有返回值（Void）

因为main返回任何值对程序都没任何意义，所以设计成void，意味着main不会有任何值返回

四、小结

• 1、main方法必须声明为public、static、void，否则JVM没法运行程序
• 2、如果JVM找不到main方法就抛出NoSuchMethodError:main异常，例如：如果你运行命令：java HelloWrold，JVM就会在HelloWorld.class文件中搜索public static void main (String[] args) 放法
• 3、main方式是程序的入口，程序执行的开始处。
• 4、main方法被一个特定的线程”main”运行，程序会一直运行直到main线程结束或者non-daemon线程终止。
• 5、当你看到“Exception in Thread main”如：Excpetion in Thread main:Java.lang.NullPointedException ,意味着异常来自于main线程
• 6、你可以声明main方法使用java1.5的可变参数的方式如：

public static void main(String... args)

• 7、除了static、void、和public，你可以使用final，synchronized、和strictfp修饰符在main方法的签名中，如：

public strictfp final synchronized static void main(String[] args)

• 8、main方法在Java可以像其他方法一样被重载，但是JVM只会调用上面这种签名规范的main方法。
• 9、你可以使用throws子句在方法签名中，可以抛出任何checked和unchecked异常
• 10、静态初始化块在JVM调用main方法前被执行，它们在类被JVM加载到内存的时候就被执行了