Swing多线程

Swing的单线程开发机制

多线程开发，显然要比单线程开发有趣、高效、美妙得多。特别是在Java这种天生支持多线程的语言中，更是如此。可是，Java最重要的组成部分Swing确是单线程的！

并非只有Swing是单线程的，大多数GUI库都是单线程的。因为，在GUI的事件处理中，事件和处理事件的底层资源是如此的复杂，以至于使用多线程开发，很难避免死锁和资源竞争问题的发生。而且，如果锁定太多系统资源，对GUI的系统性能将会造成消极影响。

因此，Swing被开发成了一个基于事件队列的单线程编程模型。GUI上的事件，一个个依次在“事件派发线程”上执行，不会发生事件对资源的争夺。

Java.awt.EventQueue类，就执行这个功能。

EventQueue 是一个与平台无关的类，它将来自于基础同位体类和受信任的应用程序类的事件列入队列。

它封装了异步事件指派机制，该机制从队列中提取事件，然后通过对此 EventQueue 调用 dispatchEvent(AWTEvent) 方法来指派这些事件（事件作为参数被指派）。该机制的特殊行为是与实现有关的。指派实际排入到该队列中的事件（注意，正在发送到 EventQueue 中的事件可以被合并）的惟一要求是：

按顺序。

也就是说，不允许同时从该队列中指派多个事件。

指派顺序与它们排队的顺序相同。

也就是说，如果 AWTEvent A 比 AWTEvent B 先排入到 EventQueue 中，那么事件 B 不能在事件 A 之前被指派。

一些浏览器将不同基本代码中的 applet 分成独立的上下文，并在这些上下文之间建立一道道墙。在这样的场景中，每个上下文将会有一个 EventQueue。其他浏览器将所有的 applet 放入到同一个上下文中，这意味着所有 applet 只有一个全局 EventQueue。该行为是与实现有关的。有关更多信息，请参照浏览器的文档。

所有Swing/AWT事件的处理方法，都被放到唯一的“事件派发线程”中执行。

一般，我们使用EventQueue类的2个方法，将事件处理方法放到“事件派发线程”中执行。

invokeLater 和 invokeAndWait

设计Swing的UI组件的执行，一般都需要运行在“事件派发线程”上。

Swing单线程开发引起的问题

Java是一种多线程编程语言。多线程给程序带来了并发的好处。Swing单线程开发的一个问题是，如果在“事件派发线程”上执行的运算太多，那么GUI界面就会停住，系统响应和运算就会非常缓慢。

既然，“事件派发线程”是为了处理GUI事件而设的，那么，我们只应该把GUI事件处理相关的代码，放在“事件派发线程”中执行。其他与界面无关的代码，应该放在Java其他的线程中执行。

这样，我们在Swing的事件处理中，仍然使用Swing的单线程编程模型，而其他业务操作均使用多线程编程模型，这就可以大大提高Swing程序的响应和运行速度，充分运用Java多线程编程的优势。

下面用实例慢慢的接触这个过程

：

现在我们要做一个简单的界面。

包括一个进度条、一个输入框、开始和停止按钮。

需要实现的功能是：

当点击开始按钮，则更新进度条，并且在输入框内把完成的百分比输出(这里只做例子，没有真正去做某个工作)。

package test;

import java.awt.FlowLayout;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;

import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JProgressBar;
import javax.swing.JTextField;

public class SwingThreadTest1 extends JFrame {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private static final String STR = "Completed : ";
    private JProgressBar progressBar = new JProgressBar();
    private JTextField text = new JTextField(10);
    private JButton start = new JButton("Start");
    private JButton end = new JButton("End");
    private boolean flag = false;
    private int count = 0;

    public SwingThreadTest1() {
        this.setLayout(new FlowLayout());
        add(progressBar);
        text.setEditable(false);
        add(text);
        add(start);
        add(end);
        start.addActionListener(new Start());
        end.addActionListener(new End());
    }

    private void go() {
        while (count < 100) {
            try {
                Thread.sleep(100);// 这里比作要完成的某个耗时的工作
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            // 更新进度条和输入框
            if (flag) {
                count++;
                progressBar.setValue(count);
                text.setText(STR + String.valueOf(count) + "%");
            }
        }
    }

    private class Start implements ActionListener {
        public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            flag = true;// 设置开始更新的标志
            go();// 开始工作
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        }
    }

    private class End implements ActionListener {
        public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            flag = false;// 停止
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        SwingThreadTest1 fg = new SwingThreadTest1();
        fg.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        fg.setSize(300, 100);
        fg.setVisible(true);
    }
}

运行代码发现，

现象1：当点击了开始按钮，画面就卡住了。按钮不能点击，进度条没有被更新，输入框上也没有任何信息。

原因分析：Swing是线程不安全的，是单线程的设计，所以只能从事件派发线程访问将要在屏幕上绘制的Swing组件。ActionListener的actionPerformed方法是在事件派发线程中调用执行的，而点击了开始按钮后，执行了go()方法，在go()里，虽然也去执行了更新组件的方法

progressBar.setValue(count);

text.setText(STR + String.valueOf(count) + "%");

但由于go()方法直到循环结束，它并没有返回，所以更新组件的操作一直没有被执行，这就造成了画面卡住的现象。

go方法也一直在事件派发进程上，和更新UI在一个进程中，在一个进程中就必然是顺序执行的了。

现象2：过了一段时间(go方法里的循环结束了)后，画面又可以操作，并且进度条被更新，输入框也出现了我们想看到的信息。

原因分析：通过在现象1的分析，很容易联想到，当go()方法返回了，则其他的线程(更新组件)可以被派发了，所以画面上的组件被更新了。

 为了让画面不会卡住，我们来修改代码，将耗时的工作放在一个线程里去做。

package test;

import java.awt.FlowLayout;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;

import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JProgressBar;
import javax.swing.JTextField;

public class SwingThreadTest2 extends JFrame {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private static final String STR = "Completed : ";
    private JProgressBar progressBar = new JProgressBar();
    private JTextField text = new JTextField(10);
    private JButton start = new JButton("Start");
    private JButton end = new JButton("End");
    private boolean flag = false;
    private int count = 0;

    GoThread t = null;

    public SwingThreadTest2() {
        this.setLayout(new FlowLayout());
        add(progressBar);
        text.setEditable(false);
        add(text);
        add(start);
        add(end);
        start.addActionListener(new Start());
        end.addActionListener(new End());
    }

    private void go() {
        while (count < 100) {
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            if (flag) {
                count++;
                System.out.println(count);
                progressBar.setValue(count);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                text.setText(STR + String.valueOf(count) + "%");
            }
        }
    }

    private class Start implements ActionListener {
        public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            flag = true;
            if (t == null) {
                t = new GoThread();
                t.start();
            }
        }
    }

    // 执行复杂工作，然后更新组件的线程
    class GoThread extends Thread {
        public void run() {
            // do something...
            go();
        }
    }

    private class End implements ActionListener {
        public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            flag = false;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        SwingThreadTest2 fg = new SwingThreadTest2();
        fg.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        fg.setSize(300, 100);
        fg.setVisible(true);
    }
}

我们执行了程序，结果和我们想要的一样，画面不会卡住了。

那这个程序是否没有问题了呢？

我们自定义了一个线程GoThread，在这里我们完成了那些耗时的工作，可以看作是“工作线程”，

而对于组件的更新，我们也放在了“工作线程”里完成了。

在这里，在事件派发线程以外的线程里设置进度条，是一个危险的操作，运行是不正常的。（对于输入框组件的更新是安全的。）

只有从事件派发线程才能更新组件，根据这个原则，我们来修改我们现有代码。

package test;

import java.awt.FlowLayout;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;

import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JProgressBar;
import javax.swing.JTextField;
import javax.swing.SwingUtilities;

public class SwingThreadTest3 extends JFrame {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private static final String STR = "Completed : ";
    private JProgressBar progressBar = new JProgressBar();
    private JTextField text = new JTextField(10);
    private JButton start = new JButton("Start");
    private JButton end = new JButton("End");
    private boolean flag = false;
    private int count = 0;

    private GoThread t = null;

    private Runnable run = null;// 更新组件的线程

    public SwingThreadTest3() {
        this.setLayout(new FlowLayout());
        add(progressBar);
        text.setEditable(false);
        add(text);
        add(start);
        add(end);
        start.addActionListener(new Start());
        end.addActionListener(new End());

        run = new Runnable() {// 实例化更新组件的线程
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                progressBar.setValue(count);
                text.setText(STR + String.valueOf(count) + "%");
            }
        };
    }

    private void go() {
        while (count < 100) {
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            if (flag) {
                count++;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                SwingUtilities.invokeLater(run);// 将对象排到事件派发线程的队列中
            }
        }
    }

    private class Start implements ActionListener {
        public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            flag = true;
            if (t == null) {
                t = new GoThread();
                t.start();
            }
        }
    }

    class GoThread extends Thread {
        public void run() {
            // do something...
            go();
        }
    }

    private class End implements ActionListener {
        public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            flag = false;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        SwingThreadTest3 fg = new SwingThreadTest3();
        fg.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        fg.setSize(300, 100);
        fg.setVisible(true);
    }
}

解释：SwingUtilities.invokeLater()方法使事件派发线程上的可运行对象排队。当可运行对象排在事件派发队列的队首时，就调用其run方法。其效果是允许事件派发线程调用另一个线程中的任意一个代码块。

还有一个方法SwingUtilities.invokeAndWait()方法，它也可以使事件派发线程上的可运行对象排队。

区别：

下面这个是弹出个alert窗口。若用invokeAndWait()，那么打印一段文字将在你点击了OK buton之后才会执行，而如用invokeLater()则，立马后执行输出操作。

package test;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

import javax.swing.JOptionPane;
import javax.swing.SwingUtilities;

public class Invoke  {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable showModalDialog = new Runnable() {
            public void run() {
                 JOptionPane.showMessageDialog(null, "No active shares found on this IP!");
            }
        };
        try {
            SwingUtilities.invokeAndWait(showModalDialog);
            System.out.println("sssssssssss");
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}