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Swing的线程机制
Swing是SUN推出的轻量级的开发用户界面的工具包，最初它的设计是在单线程环境下运行的，它的执行也是单线程的，这也就是为什么我们说Swing不是多线程安全的。所以为了编写交互性更高的UI界面，必须了解其内部的线程运行机制。
Swing程序往往包括了三种类型的线程，分别是：
1）初始化线程（Initial Thread）
2）事件调度线程（Event Dispatch Thread，EDT）
3）任务线程（Work Thread）
每个程序都从main方法开始执行，该方法一般运行在初始化线程上，初始化线程主要负责启动程序的UI界面，一旦UI界面启动完毕，初始化线程的工作便宣告结束。
每个Swing程序都会有一个EDT，EDT主要负责绘制和更新界面，并响应用户输入。每个EDT都会负责管理一个事件队列（EventQueue），而用户每次对界面更新的请求（包括键盘鼠标事件等）都会排到事件队列中，然后等待EDT的处理。
工作线程主要负责执行和界面无直接关系的耗时任务和输入/输出密集型操作，也即任何高染或延迟UI事件的处理都应该由任务线程来完成。
Swing编程中的注意点
在编写Swing程序的时候，必须注意：
1）不能从其他非EDT线程来访问UI组件和事件处理器，否则可能会使程序出现非线程安全问题。
2）不能在EDT中执行耗时任务，这会使得GUI事件被阻塞在队列中而得不到处理，使程序失去响应性。
如何正确地启动UI界面
错误的启动UI界面的方法
public class MainFrame extends javax.swing.JFrame {
// ...
public static void main(String[] args) {
new MainFrame().setVisible(true);
}
}
正确的启动UI界面的方法
public class MainFrame extends javax.swing.JFrame {
// ...
public static void main(String[] args) {
SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
public void run() {
new MainFrame().setVisible(true);
}
});
}
}
关于SwingUtilities类
SwingUtilities提供了最常用的invokeAndWait()方法和invokeLater()方法，其他线程通过这两个方法可以将代码放 到事件队列中，当EDT进入该代码块后，就开始执行，并对UI组件进行安全修改。这两个方法又有所区别，invokeLater()方法是异步的，即 EDT将将事件放到队列中就返回；而invokeAndWait()方法是同步的，即EDT将事件放到队列中等到其Runnable执行完毕才返回，所以 注意绝对不能使用EDT来调用invokeAndWait()方法，否则会导致死锁发生 。
如何改善Swing程序的响应性
在上一篇文章中，曾经说过不能在EDT中执行耗时的任务，主要的原因是因为当EDT在执行这些耗时任务的时候，不能及时更新UI界面，这个时候整个界面是 处于“卡住”状态的，不能接受任何事件（如键盘输入等）和描绘界面，容易给用户一种程序“死掉”的感觉，非常不友好，比如下面的代码是不受欢迎的。
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
writeHugeData(); // 执行耗时的写文件任务
jLabel.setText("Writting data..."); // 试图立刻改变 jLabel 的内容
}
});
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
// 启动一个新线程来处理耗时工作
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
writeHugeData();
jLabel.setText("Writting data...");
}
}).start();
}
});
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
writeHugeData();
// 将更新界面的代码放到事件队列中
SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
public void run() {
jLabel.setText("Writting data...");
}
});
}
}).start();
}
});
这个时候已经能解决所有问题了，但是如果这样做的话每次更新界面都需要新建一个Runnable的实例，对程序的性能有点浪费。其实最佳的方法应该是让一 个线程做好准备，运行和等待完成任务，这个线程我们称其为“任务线程”。EDT将负责搜集事件，使用同步化将其传递给等待的任务线程，并通过等待/通知机 制来告诉任务线程有新的要求。当任务线程完成了请求后，它将通过invokeLater()方法将更新界面的代码交给EDT去处理，然后任务线程将返回并 继续等待下一个通知。也就是在这样的背景下，SwingWorker类应运而生。
关于SwingWorke类
SwingWorker类是在JavaSE6中才出现的，它的目的是为了简化程序员开发任务线程的工作，SwingWorker可以与各种UI组件在多线 程的环境下交互，而不用程序员去过多关注。一般使用SwingWorker的做法是创建一个SwingWorker的子类，然后重写其 doInBackground()、done()和process()方法来实现我们需要完成的功能。上面的代码可以继续修改为
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
new SwingWorker<Long, Void>() {
protected Long doInBackground() {
// 执行耗时的写文件任务
return writeHugeData();
}
protected void done() {
try {
jLabel.setText("Writting data...");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}.execute();
}
});
测试程序
下面通过一个程序来测试下让EDT去执行耗时任务所导致的后果，如下
* SynSwingDemo.java
*
* Created on 2009/11/27
*/
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JCheckBox;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JLabel;
import javax.swing.SwingUtilities;
import javax.swing.SwingWorker;
import javax.swing.UIManager;
/**
* 这是一个展示编写 Swing 程序时因为在 EDT 中执行了长时间的时间而导致
* 界面无法及时更新的例子，例子通过对比来增强感受
* @author zhouych
* @since JDK 1.6
*/
public class SynSwingDemo extends JFrame {
private JButton button;
private JLabel jLabel;
private JCheckBox checkBox;
public SynSwingDemo() {
super("EDT阻塞");
initComponents();
setSize(500, 200);
setLayout(null);
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
}
private void initComponents() {
jLabel = new JLabel("显示信息");
jLabel.setBounds(10, 10, 300, 25);
this.add(jLabel);
checkBox = new JCheckBox("是否让 EDT 阻塞");
checkBox.setBounds(10, 50, 200, 25);
this.add(checkBox);
button = new JButton("点击执行长时间事件");
button.setBounds(10, 90, 200, 25);
this.add(button);
button.addActionListener(new ActionListener() {
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
jLabel.setText("程序正在写文件...");
if (checkBox.isSelected()) {
// 如果让 EDT 阻塞
// 这是一个非常不好的编程习惯
long time = writeHugeData();
jLabel.setText("耗费时间为: " + time);
} else {
// 如果 EDT 不阻塞，则使用 SwingWorker 来提高程序响应性
// 我们应该提倡这种做法
new SwingWorker<Long, Void>() {
@Override
protected Long doInBackground() {
return writeHugeData();
}
@Override
protected void done() {
try {
jLabel.setText("耗费时间为: " + get());
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e2) {
e2.printStackTrace();
}
}
}.execute();
}
}
});
}
/**
* 一个写巨大数据量的方法，需要长时间执行
*/
public long writeHugeData() {
try {
long startTime = System.currentTimeMillis();
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file.dat");
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(fos);
// 写入数据
for (int i = 0; i < 2000000; i++) {
dos.writeDouble(Math.random());
}
dos.flush();
dos.close();
fos.close();
long endTime = System.currentTimeMillis();
long time = endTime - startTime;
return time;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return 0L;
}
public static void main(String[] args) {
try {
UIManager.setLookAndFeel(UIManager.getSystemLookAndFeelClassName());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
@Override
public void run() {
SynSwingDemo frame = new SynSwingDemo();
frame.setVisible(true);
}
});
}
}
在运行上述程序的时候，请注意：
1）请对比当点击按钮后jLabel的内容是否立刻改变；
2）请对比在写入数据过程中checkBox是否能改变值；
3）请对比在写入数据过程中的时候改变窗口的大小；
4）……
通过上面的测试，大家应该都已经初步了解到如何改善自己的Swing程序的交互性了，SwingWorker的作用非常大，在SUN的官方文献里有篇很不错的文章《 Improve Application Performance With SwingWorker in Java SE 6 》 ，并且William Chen已经将其翻译了出来，有兴趣的可以看下。