【Java线程】SwingWorker的用法

Swing应用程序员常见的错误是误用Swing事件调度线程（Event DispatchThread，EDT)。他们要么从非UI线程访问UI组件；要么不考虑事件执行顺序；要么不使用独立任务线程而在EDT线程上执行耗时任务，结果使编写的应用程序变得响应迟钝、速度很慢。耗时计算和输入/输出(IO)密集型任务不应放在SwingEDT上运行。发现这种问题的代码并不容易，但Java SE6提供了javax.swing.SwingWorker类，使修正这种代码变得更容易。

        使用SwingWorker，程序能启动一个任务线程来异步查询，并马上返回EDT线程，允许EDT继续执行后续的UI事件。

        SwingWorker类帮你管理任务线程和EDT之间的交互，尽管SwingWorker不能解决并发线程中遇到的所有问题，但的确有助于分离SwingEDT和任务线程，使它们各负其责：对于EDT来说，就是绘制和更新界面，并响应用户输入；对于任务线程来说，就是执行和界面无直接关系的耗时任务和I/O密集型操作。

SwingWorker结构

       SwingWoker实现了java.util.concurrent.RunnableFuture接口。RunnableFuture接口是Runnable和Future两个接口的简单封装。

因为实现了Runnable，所以有run方法，调用FutureTask.run()

因为实现了Future，所以有：

public abstract class SwingWorker<T, V> implements RunnableFuture<T> {
    //FutureTask
    private final FutureTask<T> future;
    public final void run() {
        future.run();
    }

    public SwingWorker() {
        Callable<T> callable =
                new Callable<T>() {
//1. 任务线程一创建就处于PENDING状态
                    public T call() throws Exception {
//2. 当doInBackground方法开始时，任务线程就进入STARTED状态
                    setState(StateValue.STARTED);
                        return doInBackground();
                    }
                };

        //FutureTask
        future = new FutureTask<T>(callable) {

                       @Override
                       protected void done() {
                           doneEDT();
//3. 当doInBackground方法完成后，任务线程就处于DONE状态
                           setState(StateValue.DONE);
                       }
                   };

       state = StateValue.PENDING;
       propertyChangeSupport = new SwingWorkerPropertyChangeSupport(this);
       doProcess = null;
       doNotifyProgressChange = null;
    }

}

   

       SwingWorker有两个类型参数：T及V。T是doInBackground和get方法的返回类型；V是publish和process方法要处理的数据类型

       SwingWorker实例不可复用，每次执行任务必须生成新的实例。

doInBackground和get和done

//1、doInBackground
protected abstract T doInBackground() throws Exception ;
//2、get --不可重写
public final T get() throws InterruptedException, ExecutionException {
    return future.get();
}
//3、done
protected void done() {
}


/**
 * Invokes {@code done} on the EDT.
 */
private void doneEDT() {
    Runnable doDone =
        new Runnable() {
            public void run() {
                done();
            }
        };
    //SwingWorker在EDT上激活done()
    if (SwingUtilities.isEventDispatchThread()) {
        doDone.run();
    } else {
        doSubmit.add(doDone);
    }
}

       doInBackground方法作为任务线程的一部分执行，它负责完成线程的基本任务，并以返回值来作为线程的执行结果。继承类须覆盖该方法并确保包含或代理任务线程的基本任务。不要直接调用该方法，应使用任务对象的execute方法来调度执行。

       在获得执行结果后应使用SwingWorker的get方法获取doInBackground方法的结果。可以在EDT上调用get方法，但该方法将一直处于阻塞状态，直到任务线程完成。最好只有在知道结果时才调用get方法，这样用户便不用等待。为防止阻塞，可以使用isDone方法来检验doInBackground是否完成。另外调用方法get(longtimeout, TimeUnitunit)将会一直阻塞直到任务线程结束或超时。get获取任务结果的最好地方是在done方法内。

       在doInBackground方法完成之后，SwingWorker调用done方法。如果任务需要在完成后使用线程结果更新GUI组件或者做些清理工作，可覆盖done方法来完成它们。这儿是调用get方法的最好地方，因为此时已知道线程任务完成了，SwingWorker在EDT上激活done方法，因此可以在此方法内安全地和任何GUI组件交互。

【例】

SwingWorker testWorker = new SwingWorker<Icon , Void>(){
      @Override
       protected Icon doInBackground() throws Exception {
        Icon icon = retrieveImage(strImageUrl);
            return icon;
       }

       protected void done(){
       //没有必要用invokeLater！因为done()本身是在EDT中执行的
           SwingUtilities.invokeLater(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
            Icon icon= get();
                        lblImage.setIcon(icon); //lblImage可通过构造函数传入
                }
}
//execute方法是异步执行，它立即返回到调用者。在execute方法执行后，EDT立即继续执行
testWorker.execute();

• 指定Icon作为doInBackground和get方法的返回类型
• 因为并不产生任何中间数据，所以指定Void类型作为中间结果类型。

publish和process

       SwingWorker在doInBackground方法结束后才产生最后结果，但任务线程也可以产生和公布中间数据。有时没必要等到线程完成就可以获得中间结果。

      中间结果是任务线程在产生最后结果之前就能产生的数据。当任务线程执行时，它可以发布类型为V的中间结果，通过覆盖process方法来处理中间结果。

      任务对象的父类会在EDT线程上激活process方法，因此在process方法中程序可以安全的更新UI组件。

//SwingWorker.publish
   protected final void publish(V... chunks) {
        synchronized (this) {
            if (doProcess == null) {
                doProcess = new AccumulativeRunnable<V>() {
                    @Override
                    public void run(List<V> args) {
                        //调用process
                        process(args);
                    }
                    @Override
                    protected void submit() {
                        doSubmit.add(this);
                    }
                };
            }
        }
        doProcess.add(chunks);
    }

    //SwingWorker.process 在EDT中调用
    protected void process(List<V> chunks) {
    }

当从任务线程调用publish方法时，SwingWorker类调度process方法。有意思的是process方法是在EDT上面执行，这意味着可以同Swing组件和其模型直接交互。

例如可让publish处理Icon类型的数据；则doInBackground对应应该返回List<Icon>类型

       使用publish方法来发布要处理的中间数据，当ImageSearcher线程下载缩略图时，它会随着下载而更新图片信息列表，还会发布每一批图像信息，以便UI能在图片数据到达时显示这些图片。

       如果SwingWorker通过publish发布了一些数据，那么也应该实现process方法来处理这些中间结果，任务对象的父类会在EDT线程上激活process方法，因此在此方法中程序可以安全的更新UI组件。

【例】

private void retrieveAndProcessThumbnails(List<ImageInfo> infoList) {
  for (int x=0; x <infoList.size() && !isCancelled(); ++x) {
    ImageInfo info = infoList.get(x);
    String strImageUrl = String.format("%s/%s/%s_%s_s.jpg",
    IMAGE_URL, info.getServer(), info.getId(), info.getSecret());
    Icon thumbNail = retrieveThumbNail(strImageUrl);
    info.setThumbnail(thumbNail);
    //发布中间结果
    publish(info);
    setProgress(100 * (x+1)/infoList.size());
  }
}
/**
 * Process is called as a result of this worker thread's calling the
 * publish method. This method runs on the event dispatch thread.
 *
 * As image thumbnails are retrieved, the worker adds them to the
 * list model.
 *
 */
@Override
protected void process(List<ImageInfo> infoList) {
  for(ImageInfo info: infoList) {
    if (isCancelled()) { //见下节
      break;
    }
    //处理中间结果
    model.addElement(info);
  }
}

cancel和isCancelled

public final boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
    return future.cancel(mayInterruptIfRunning);
}

/**
 * {@inheritDoc}
 */
public final boolean isCancelled() {
    return future.isCancelled();
}

如果想允许程序用户取消任务，实现代码要在SwingWorker子类中周期性地检查取消请求。调用isCancelled方法来检查是否有取消请求。检查的时机主要是：

• doInBackground方法的子任务在获取每个缩略图之前
• process方法中在更新GUI列表模型之前
• done方法中在更新GUI列表模型最终结果之前

【例】判断是否被取消（见上例）

【例】取消

可以通过调用其cancel方法取消SwingWorker线程

private void searchImages(String strSearchText, int page) {

  if (searcher != null && !searcher.isDone()) {
    // Cancel current search to begin a new one.
    // You want only one image search at a time.
    //检查现有线程是否正在运行，如果正在运行则调用cancel来取消
    searcher.cancel(true);
    searcher = null;
  }
  ...
  // Provide the list model so that the ImageSearcher can publish
  // images to the list immediately as they are available.
  searcher = new ImageSearcher(listModel, API_KEY, strEncodedText, page);
  searcher.addPropertyChangeListener(listenerMatchedImages);
  progressMatchedImages.setIndeterminate(true);
  // Start the search!
  searcher.execute();
  // This event thread continues immediately here without blocking.
}

setProgress和getProgress

任务对象有一个进度属性，随着任务进展时，可以将这个属性从0更新到100标识任务进度。当你在任务实例内处理这些信息时，你可以调用setProgress方法来更新这个属性。

当该属性发生变化时，任务通知处理器进行处理。（？）

【例】

//javax.imageio.ImageReader reader

reader.addIIOReadProgressListener(new IIOReadProgressListener() {
  ...
  public void imageProgress(ImageReader source, float percentageDone) {
    setProgress((int) percentageDone);
  }
  public void imageComplete(ImageReader source) {
    setProgress(100);
  }
});

客户端调用1、更新进度条事件处理

/**
 * ProgressListener listens to "progress" property changes
   in the SwingWorkers that search and load images.
 */
class ProgressListener implements PropertyChangeListener {
  // Prevent creation without providing a progress bar.
  private ProgressListener() {}
  ProgressListener(JProgressBar progressBar) {
    this.progressBar = progressBar;
    this.progressBar.setValue(0);
  }
  public void propertyChange(PropertyChangeEvent evt) {
    String strPropertyName = evt.getPropertyName();
    if ("progress".equals(strPropertyName)) {
      progressBar.setIndeterminate(false);
      int progress = (Integer)evt.getNewValue();
      progressBar.setValue(progress);
    }
  }
  private JProgressBar progressBar;
}

客户端调用2、添加监听

private void listImagesValueChanged(ListSelectionEvent evt) {
  ...
  ImageInfo info = (ImageInfo) listImages.getSelectedValue();
  String id = info.getId();
  String server = info.getServer();
  String secret = info.getSecret();
  // No need to search an invalid thumbnail image
  if (id == null || server == null || secret == null) {
    return;
  }
  String strImageUrl = String.format(IMAGE_URL_FORMAT, server, id, secret);
  retrieveImage(strImageUrl);
  ...
}
private void retrieveImage(String imageUrl) {
  // SwingWorker，不可复用
  ImageRetriever imgRetriever = new ImageRetriever(lblImage, imageUrl);
  progressSelectedImage.setValue(0);
  // Listen for changes in the "progress" property.
  // You can reuse the listener even though the worker thread will be a new SwingWorker.
  imgRetriever.addPropertyChangeListener(listenerSelectedImage);
  progressSelectedImage.setIndeterminate(true);
  // Tell the worker thread to begin with this asynchronous method.
  imgRetriever.execute();
  // This event thread continues immediately here without blocking.
}