Javaのstaticメソッドについて調べてみた

はじめに

新卒サーバエンジニアのRenです。
研修でJavaを学習している際、同じMainクラス内のメソッドをmainメソッドから呼び出そうとしたところ、コンパイルエラーが発生しました。
理由は呼び出し先のメソッドにstaticをつけていなかったこと。
この機会にstaticについて調べてみたので共有します。

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TL;DR

• main は「まだオブジェクトが無い状態」で呼ばれるため static
• static コンテキストでは this が存在しない → 非-static メソッドは直呼びできずエラー
• 解決策は「① 呼び出し先も static 」「② オブジェクトを生成して呼ぶ」の 2 つ
• static は便利だが乱用は設計とテストを壊す。必要条件を満たすときだけ使う

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目次

1. 症状の再現コードとエラーメッセージ
2. static コンテキストとは？
3. 解決策
4. そもそも static とは何者か
5. static のメリット／デメリット
6. 実践での static の使いどころ 5 選
7. まとめ ― “必要なときだけ static” のススメ

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症状の再現コードとエラーメッセージ

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        hello();              // ← コンパイルエラー！
    }

    void hello() {
        System.out.println("こんにちは");
    }
}

error: non-static method hello() cannot be referenced from a static context

main は呼べるのに hello は呼べない――この謎を解く鍵が static です。

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static コンテキストとは？

視点	static コンテキスト	非-static コンテキスト
存在するもの	クラスのみ（this なし）	this（インスタンス参照）
呼び出せるメソッド	static メソッド	static + 非-static
代表例	public static void main	toString(), equals()

JVM はプログラム起動時に

1. クラスをロード
2. オブジェクトを作らずに Main.main を呼び出す

という手順を踏みます。
つまり main が実行される瞬間 this は存在しない → 非-static メソッドを解決できずエラーになります。

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解決策

① 呼び出し先も static にする

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        hello();           // OK
    }

    static void hello() {  // ← クラスメソッド化
        System.out.println("こんにちは");
    }
}

② インスタンスを生成して呼ぶ

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        new Main().hello();   // OK
    }

    void hello() {
        System.out.println("こんにちは");
    }
}

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そもそも static とは何者か

定義: インスタンス（this）ではなく クラスそのもの に属するメンバ。

メモリとライフサイクル

┌─ クラスロード時（1回だけ） ─────────────┐
│  メタ領域 … static フィールド/メソッド   │
└──────────────────────────┘
       │          (プログラム実行中)
       ▼
┌──────── ヒープ ────────┐
│ new Main() ごとに        │
│   インスタンス領域        │
└────────────────────┘

主な性質

項目	static	非-static
帰属	クラス	インスタンス
個数	1 クラス 1 個	new するたび
参照方法	Main.count	obj.count
オーバーライド	不可（隠蔽のみ）	可能（ポリモーフィズム）

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static のメリット／デメリット

	メリット	デメリット
1	インスタンス不要 → 軽量に即呼び出し	グローバル変数化で依存が散乱
2	全オブジェクト間でデータ共有	可変データは競合条件の温床
3	Math.max などユーティリティ API をまとめやすい	動的ディスパッチ不可 → テストがしにくい
4	クラス単位で一度だけ初期化	クラスがアンロードされるまで GC 不可

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実践での static の使いどころ 5 選

用途	例	ポイント
エントリポイント	public static void main	JVM から直接叩かれる
定数	public static final String VERSION	final とセットで不変に
ユーティリティ関数	Math.sqrt, Collections.sort	状態を持たない純関数
シングルトン保持	private static final Logger LOG	全クラスで 1 個だけ共有
ファクトリメソッド	List.of(...) (Java 9+)	new を隠蔽し可読性向上

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まとめ ― “必要なときだけ static” のススメ

1. main は static コンテキスト → this 不在 → 非-static を直呼びするとコンパイルエラー。
2. 解決策は
   • 呼び出し先を static にする
   • インスタンスを生成して呼ぶ
3. static は クラス単位で共有したい振る舞い・データ に限定して使う。
4. 乱用すると 密結合・テスト困難・スレッド競合など副作用が噴出するため要注意。

「そのメソッドはオブジェクト固有の状態に触れるか？」

• Yes → インスタンスメソッド
• No → static メソッド

この記事が「main と static のモヤモヤ」を晴らす一助になれば幸いです。