java.lang.Class 核心機制深度解析：類物件、反射入口與 JVM 類載入

Class 物件的本質

• JVM 為每個型別（類、介面、基本型別、void、陣列）創建唯一的 Class<T> 實例
• 載入時機：首次主動使用（new、static 欄位/方法、反射、Class.forName、子類初始化）
• 載入器雙親委派模型保證同一類在同一載入器下只有一份 Class 物件

三種取得 Class 物件的方式

注意：基本型別也有對應 Class（int.class、double[].class），陣列同維度同元素型別共用一個 Class。

常用 API 速查

• getName()：完整類名（陣列回傳 [Ljava.lang.String; 等內部格式）
• newInstance()：呼叫無參建構子創建實例（已棄用，改用 getDeclaredConstructor().newInstance()）
• getClassLoader()：取得載入該類的 ClassLoader
• getSuperclass()：父類 Class（Object 回傳 null）
• isArray() / getComponentType()：陣列型別判斷與元素型別
• getDeclaredFields/Methods/Constructors()：含 private 的全部成員（不含繼承）
• getFields/Methods/Constructors()：僅 public 成員（含繼承）

進階技巧

1. 字串動態實例化

Object obj = Class.forName(className).getDeclaredConstructor().newInstance();

2. 型別比較用 == 而非 equals

if (obj.getClass() == String.class) { ... }  // 唯一性保證，極快

3. 泛型型別擦除後的運期型別捕獲

public class Box<T> {
    private final Class<T> type;
    public Box(Class<T> type) { this.type = type; }
    public T create() { return type.getDeclaredConstructor().newInstance(); }
}
new Box<>(String.class).create();  // 傳遞 Class 物件保留泛型資訊

JVM 類載入五階段

1. 載入：二進制位元組流 → 方法區資料結構 → 建立 Class 物件
2. 驗證：檔案格式、元資料、位元組碼、符號引用驗證
3. 準備：靜態欄位分配記憶體並設預設值（0/null/false）
4. 解析：符號引用 → 直接引用（常數池）
5. 初始化：執行 <clinit>()（static 欄位賦值 + static 塊）

觸發初始化的 5 種主動使用：new、讀/寫 static 欄位、呼叫 static 方法、反射、初始化子類。