Java protected 存取權限深度解析：跨套件繼承的可見性陷阱

核心規則

protected 成員對以下可見：

1. 同一套件內的所有類別（同 default）。
2. **不同套件的子類別**，但僅限於透過「子類別實例」存取。

經典陷阱範例

範例 1：同套件子類別可存取

// package pkg1
class MyObject2 {
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

// package pkg1
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyObject2 obj = new MyObject2();
        obj.clone(); // 編譯通過：同套件，protected 可見
    }
}

範例 2：不同套件子類別，嘗試存取父類別實例的 protected 成員 → 編譯錯誤

// package pkg1
class MyObject3 {
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

// package pkg2
public class Test3 extends MyObject3 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyObject3 obj = new MyObject3();
        obj.clone(); // ❌ 編譯錯誤：obj 是父類別實例，非子類別實例

        Test3 tobj = new Test3();
        tobj.clone(); // ✅ 編譯通過：tobj 是子類別實例
    }
}

規則權威來源

Java Language Specification / Java in a Nutshell：
"Suppose class A declares a protected field x and is extended by class B in a different package. Class B inherits x, and its code can access x in the current instance of B or any other instances of B. This does NOT mean B can access x in arbitrary instances of A!"

為什麼這麼設計？

• 封裝性：父類別內部實現細節（protected 欄位/方法）不應被外部任意實例存取，即使是子類別也僅能存取「屬於子類別型別的物件」。
• 防止脆弱基類：若子類別可隨意存取任意父類別實例的 protected 成員，父類別內部修改極易波及不知情的子類別。

常見誤解澄清

實務建議

1. 極力減少 protected 欄位，改用 private + protected getter/setter。
2. 若需提供給子類別覆寫的模板方法，使用 protected 方法而非欄位。
3. 跨套件繼承時，記住「只能用 this./super. 存取，不能用 parentInstance.」。
4. 閱讀英文原版規格書（JLS），中文教材常簡化導致誤解。

結語

protected 的跨套件可見性限制是 Java 封裝模型精心設計的結果。理解「子類別僅能存取子類別實例的 protected 成員」是避開編譯錯誤與設計缺陷的關鍵。建議開發者養成查閱 JLS 的習慣，建立精確的語言模型。