为何在包外访问protected成员仅允许使用子类引用？

先看你给出的代码示例（修正了代码里的小笔误）：

package pack1;
class A{
    protected void m1(){
        System.out.println("protected modifier");
    }
}

package pack2;
class B extends A{
    public static void main(String[] args){
        B b = new B();//Valid
        b.m1();
        A a = new B();//Invalid
        a.m1(); 
        A a1 = new A();//InValid
        a1.m1();
    }
}

你提到的这个问题是Java访问控制规则里很容易混淆的点，我来拆解一下背后的设计逻辑：

核心设计意图：protected是给子类"继承扩展"用的，不是给外部代码"跨包调用父类"用的 #

Java的protected权限本质是在封装性和继承扩展性之间做的平衡：它既不像private那样完全封闭，也不像public那样完全开放，而是专门给子类开了一个口子，让子类能复用父类的功能，但又要防止外部代码随便访问父类的内部成员。

1. 为什么子类引用（B b = new B()）调用合法？ #

当你用子类类型的引用时，编译器明确知道这是子类的实例。对于子类B来说，它继承了父类A的m1()方法，这个方法在B的语境里就相当于自己的成员（只是继承来的），所以你作为子类的使用者，访问这个继承来的方法完全符合protected的设计初衷——子类有权使用父类的成员来完成自己的功能。

2. 为什么父类引用指向子类对象（A a = new B()）不合法？ #

这里的关键是编译器只看引用的静态类型，不追踪实际的运行时类型。当你用A类型的引用时，编译器会按照A的访问规则来检查：对于pack2包的代码来说，A的protected成员只能被A的子类在自身的实例上访问，而不是通过任意A类型的引用访问。

如果允许这种情况，那protected的限制就形同虚设了——任何包外的代码只要把子类对象转成父类引用，就能调用protected方法，这完全违背了Java设计protected权限的初衷。

3. 为什么直接实例化父类（A a1 = new A()）不合法？ #

这是最直接的访问控制限制：pack2包和pack1包是不同的包，对于pack2的代码来说，A的protected成员不属于"同包访问"，也不属于"子类继承访问"（你是直接创建A的实例，不是作为子类来访问），所以自然没有权限调用。

再补充一下Java protected权限的完整规则，帮你彻底理清：

• 同包内的所有类，都可以访问该类的protected成员；
• 子类可以访问父类的protected成员，但有两个限制：
  • 要么是在子类内部访问自己的实例（比如this.m1()或者super.m1()）；
  • 要么是在子类内部访问子类实例的该成员（比如你代码里的b.m1()，b是B类型的实例）；
  • 但子类不能通过父类类型的引用去访问，哪怕这个引用实际指向子类对象。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者sainath pawar