Swing中的线程探究-2

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。

button.addActionListener(new ActionListener() {
    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
    }
});

        这个时候我们应该很容易地想到使用一个新线程来处理writeHugeData()任务,即把耗时的任务从EDT中剥离出来,这个时候代码变成

button.addActionListener(new ActionListener() {
    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();
    }
});

        上面的代码应该是很多人经常写的,但是 注意这里它违背了前面提到的一个注意事项:更新界面的操作必须由EDT中去完成 。也即上面修改jLabel状态的代码不能由新建的线程完成,否则程序随时存在着死锁的危险。然后,我们可以将上面的代码改成

button.addActionListener(new ActionListener() {
    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

button.addActionListener(new ActionListener() {
    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。

 

 

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