Java 修飾符完整指南：存取控制、非存取修飾符與最佳實踐

修飾符定義類別、方法、變數的語意與可見性，置於宣告最前端。

public class ClassName { ... }
private boolean flag;
static final double WEEKS = 9.5;
protected static final int BOX_WIDTH = 42;
public static void main(String[] args) { ... }

存取控制修飾符 (四種等級)

詳細說明

• public： 完全公開，跨套件需 import。main() 必須為 public。
• protected： 同套件 + 子類別(含跨套件)。介面成員不可為 protected。用於「僅開放給繼承體系」。
• default (package-private)： 僅同套件可見。介面隱式 public static final (欄位) / public (方法)。
• private： 僅類別內部可見。類別/介面不可為 private。配合 getter/setter 封裝資料。

存取控制與繼承規則

1. 父類 public 方法 → 子類必須 public。
2. 父類 protected 方法 → 子類只能 protected 或 public，不可 private。
3. 父類 private 方法 → 子類不可繼承（不可見）。

非存取修飾符

static：類別層級成員

• 靜態變數 (類別變數)： 全類別共享單一副本，ClassName.var 存取。區域變數不可 static。
• 靜態方法： 無 this，只能存取靜態成員。ClassName.method() 呼叫。
• 靜態區塊： static { ... } 類別載入時執行一次，用於複雜靜態初始化。

範例：單例計數器

public class InstanceCounter {
    private static int count = 0;
    private static void add() { count++; }
    public static int getCount() { return count; }
    public InstanceCounter() { add(); }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("起始: " + getCount());
        for (int i=0; i<500; i++) new InstanceCounter();
        System.out.println("建立後: " + getCount());
    }
}
// 輸出：起始: 0 / 建立後: 500

final：不可變更

常與 static 合用定義常量：public static final int MAX = 100;

abstract：抽象化

• 抽象類別： abstract class 不可實例化，供繼承擴充。含抽象方法則類別必須 abstract。
• 抽象方法： abstract void m(); 無主體，分號結尾。子類必須實作 (除非子類也 abstract)。
• 不可同時 abstract 和 final。

synchronized：執行緒同步

public synchronized void method() { ... }
// 同一時間僅一執行緒可進入該方法 (鎖定 this / Class 物件)

volatile：記憶體可見性

• 強制從主記憶體讀寫，保證多執行緒見到最新值。
• 不保證原子性 (複合操作仍需同步)。
• 常用於狀態旗標：private volatile boolean running = true;

transient：序列化排除

private transient int temp; // 序列化時忽略此欄位
private int persistent;     // 正常序列化

修飾符組合總結表

封裝最佳實踐

1. 欄位 私有化 (private)。
2. 提供 public getter/setter 控制存取邏輯 (驗證、日誌、延遲初始化)。
3. 常量用 public static final (大寫底線命名)。
4. 工具方法、工廠方法用 static。
5. 設計給繼承用的內部方法用 protected。
6. 多執行緒共享可變狀態用 volatile 或 synchronized / Lock。