Java 修飾符完整指南：訪問控制與非訪問修飾符深度解析

修飾符分類總覽

Java 修飾符用於定義類、方法、變數的語義特性，分為兩大類：

• 訪問修飾符：控制可見範圍
• 非訪問修飾符：提供額外語義（靜態、最終、抽象、同步等）

一、訪問控制修飾符（四種權限）

1. default（包私有）——無關鍵字

String version = "1.5.1";
boolean processOrder() { return true; }

同一包內類可見。介面成員隱式 public static final，方法隱式 public。

2. private——最嚴格封裝

public class Logger {
    private String format;
    public String getFormat() { return format; }
    public void setFormat(String format) { this.format = format; }
}

• 類/介面不能用 private
• 核心用途：隱藏實現細節、保護資料不變性
• 外部只能透過公共 getter/setter 存取

3. public——完全公開

public static void main(String[] args) { ... }

• 類、方法、建構子、介面皆可用
• 跨包使用需 import
• main 必須 public，否則 JVM 無法啟動

4. protected——包內 + 子類可見

class AudioPlayer {
    protected boolean openSpeaker(Speaker sp) { ... }
}
class StreamingAudioPlayer extends AudioPlayer {
    @Override
    public boolean openSpeaker(Speaker sp) { ... } // 可擴大為 public
}

• 不能修飾類/介面
• 介面成員不能用 protected
• 設計意圖：允許子類擴充，但隱藏給無關類

繼承與訪問權限鐵律

• 父類 public 方法 → 子類必須 public
• 父類 protected 方法 → 子類只能 protected 或 public
• 父類 private 方法 → 不可繼承（子類不可見）

二、非訪問修飾符

static——類級別成員

• 靜態變數：類變數，全類共享唯一副本，ClassName.var 存取
• 靜態方法：不依賴實例，不能直接存取非靜態成員，ClassName.method() 調用

public class InstanceCounter {
    private static int count = 0;
    public static int getCount() { return count; }
    private InstanceCounter() { count++; }
}

final——不可變語義

public static final int MAX_SIZE = 100; // 常量慣例：全大寫+底線
final List list = new ArrayList<>();
list.add("OK");      // 允許：修改物件內容
// list = new ArrayList<>(); // 編譯錯誤：不可換引用

abstract——抽象契約

• 抽象類：不能實例化，可含抽象/具體方法，abstract class
• 抽象方法：無方法體，以分號結束，子類必須實作（除非子類也是抽象類）
• 一個類含抽象方法 → 必須宣告為抽象類
• abstract 與 final 互斥

synchronized——線程同步

public synchronized void threadSafeMethod() { ... }

• 同一時間僅一線程可執行
• 可與四種訪問修飾符組合
• 鎖對象：實例方法鎖 this，靜態方法鎖 Class.class

volatile——可見性保證

• 強制從主記憶體讀寫，禁止線程本地快取
• 適用於狀態標記（如 volatile boolean running = true;）
• 不保證原子性（count++ 仍需同步或原子類）

transient——序列化排除

public transient int tempData; // 序列化時跳過，反序列化為預設值

修飾符組合速查表

最佳實踐建議

1. **最小權限原則**：預設 private，需要時再放寬
2. **常量規範**：public static final UPPER_SNAKE_CASE
3. **介面設計**：方法預設 public abstract，Java 8+ 可用 default/static 方法
4. **線程安全**：優先用 java.util.concurrent 高階工具，減少手動 synchronized/volatile
5. **文檔化**：公開 API 必加 Javadoc，說明副作用、線程安全性、異常拋出