Java Class 物件深度解析：三種獲取方式、類加載時機與單例本質

三種獲取 Class 物件的途徑

1. `Class.forName("全限定類名")`
2. `類名.class`
3. `實例物件.getClass()`

實驗驗證：只會觸發一次靜態初始化

class TestClassType {
    static { System.out.println("---靜態初始化---"); }
    { System.out.println("---非靜態初始化---"); }
    TestClassType() { System.out.println("---建構子---"); }
}

public class TestClass {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class c1 = Class.forName("TestClassType");
        Class c2 = TestClassType.class;
        TestClassType obj = new TestClassType();
        Class c3 = obj.getClass();
        System.out.println(c1 == c2 && c2 == c3); // true
    }
}

輸出結果

---靜態初始化---
class TestClassType
class TestClassType
---非靜態初始化---
---建構子---
class TestClassType
true

核心結論

• 同一 JVM 中，同一類僅有一個 Class 物件（單例模式）。
• 靜態初始化發生在類首次被主動使用時（對應 JVM 初始化階段）。
• 非靜態初始化與建構子在 `new` 實例時執行。
• 三種獲取方式本質相同：JVM 先檢查方法區是否已加載，否則載入 `.class` 並生成 Class 物件。

類加載與實例化的分離

// 類加載（含靜態初始化）
Class.forName("TestClassType"); // 僅加載，不實例化

// 實例化（含非靜態初始化 + 建構子）
new TestClassType();

實務啟示

• 反射框架（Spring、Hibernate）大量使用 `Class.forName` 實現延遲加載與解耦。
• 單例模式中 `Enum` 或 `static holder` 利用類加載機制保證線程安全。
• 熱部署/模組化（OSGi、Jigsaw）核心即操作 ClassLoader 隔離 Class 物件命名空間。