作者簡(jiǎn)介

徐皓，北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系本科生，你可以通過ertri@163.com與他聯(lián)系。

正文

不靈敏的圖形用戶界面會(huì)降低應(yīng)用程序的可用性。當(dāng)以下現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)候，我們通常說這個(gè)用戶界面反應(yīng)不靈敏。

1. 不響應(yīng)事件的現(xiàn)象；
2. 沒有更新的現(xiàn)象

這些現(xiàn)象在很大程度上與事件的處理方法相關(guān)，而在編寫Swing應(yīng)用程序的時(shí)候，我們幾乎必然要編寫方法去響應(yīng)鼠標(biāo)點(diǎn)擊按鈕，鍵盤回車等事件。在這些方法中我們要編寫一些代碼，在運(yùn)行時(shí)去觸發(fā)一些動(dòng)作。常見動(dòng)作包括查找，更新數(shù)據(jù)庫(kù)等。在這篇文章中通過對(duì)一個(gè)實(shí)例的分析，介紹了一些基本概念，常見的錯(cuò)誤以及提出了一個(gè)解決方案。

event-dispatching thread

我們一定要記住，事件響應(yīng)方法的代碼都是在event-dispatching thread中執(zhí)行的，除非你啟用另一個(gè)線程。

那么，什么是event-dispatching thread呢？在《Java Tutorial》[1]中，作者給出了一條單一線程規(guī)則：一旦一個(gè)Swing組件被實(shí)現(xiàn)（realized），所有的有可能影響或依賴于這個(gè)組件的狀態(tài)的代碼都應(yīng)該在event-dispatching thread中被執(zhí)行。而實(shí)現(xiàn)一個(gè)組件有兩種方式：

1. 對(duì)頂層組件調(diào)用show(), pack(), 或者setVisible(true)；
2. 將一個(gè)組件加到一個(gè)已經(jīng)被實(shí)現(xiàn)的容器中。

單一線程規(guī)則的根源是由于Swing組件庫(kù)的大部分方法是對(duì)多線程不安全的，盡管存在一些例外。這些例外的情況可以在《Java Tutorial》[1]的相關(guān)章節(jié)找到，這里不再展開。

為了支持單一線程模型，Swing組件庫(kù)提供了一個(gè)專門來完成這些與Swing組件相關(guān)的操作的線程，而這一線程就是event-dispatching thread。我們的事件響應(yīng)方法通常都是由這一線程調(diào)用的，除非你自己編寫代碼來調(diào)用這些事件響應(yīng)方法。在這里初學(xué)者經(jīng)常犯的一個(gè)錯(cuò)誤就是在事件響應(yīng)方法中完成過多的與修改組件沒有直接聯(lián)系的代碼。其最有可能的效果就是導(dǎo)致組件反應(yīng)緩慢。比如以下響應(yīng)按鈕事件的代碼：

String str = null;
this.textArea.setText("Please wait...");
try {
    //do something that is really time consuming
    str = "Hello, world!";
    Thread.sleep(1000L);
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}
this.textArea.setText(str);   ?  ?

執(zhí)行之后的效果就是按鈕似乎定住了一段時(shí)間，直到Done.出現(xiàn)之后才彈起來。原因就是Swing組件的更新和事件的響應(yīng)都是在event-dispatching thread中完成的，而事件響應(yīng)的時(shí)候，event-dispatching thread被事件響應(yīng)方法占據(jù)，所以組件不會(huì)被更新。而直到事件響應(yīng)方法退出時(shí)才有可能去更新Swing組件。

為了解決這個(gè)問題，有人也許會(huì)試圖通過調(diào)用repaint()方法來更新組件：

final String[] str = new String[1];
this.jTextArea1.setText("Please wait...");
this.repaint();

try {
    Thread.sleep(1000L);
}catch(InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}
str[0] = "Done.";

jTextArea1.setText(str[0]);

但是這一個(gè)方法沒有起到預(yù)期的作用，按鈕仍然定住一段時(shí)間，在察看了repaint()方法的源代碼之后就知道原因了。

PaintEvent e = new PaintEvent(this, PaintEvent.UPDATE,
    new Rectangle(x, y, width, height));
Toolkit.getEventQueue().postEvent(e);   ?  ?   ?  ?

repaint()方法實(shí)際上是在事件隊(duì)列里加了一個(gè)UPDATE的事件，而沒有直接去重畫組件，而且這一個(gè)事件只能等待當(dāng)前的事件響應(yīng)方法結(jié)束之后才能被分配。因此只有繞過分配機(jī)制直接調(diào)用paint方法才能達(dá)到目的。

final String[] str = new String[1];
this.jTextArea1.setText("Please wait...");
this.paint(this.getGraphics());

try {
    Thread.sleep(1000L);
}catch(InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}
str[0] = "Done.";

jTextArea1.setText(str[0]);

這樣卻是實(shí)現(xiàn)了更新，但是還存在著以下的問題。雖然從感覺上，按鈕已經(jīng)彈起來了，但是在Done.出現(xiàn)之前，我們卻無法按下這個(gè)按鈕。可以說按鈕還是定住了，只不過定在了彈起的狀態(tài)。調(diào)用重繪方法無法從根本上解決問題，因此我們需要尋求其他的方法。

使用多線程

有效的解決方法是使用多線程。首先看一看一個(gè)更好的解決方案，這一方案是在參考《Rethinking Swing Threading》[3]的一個(gè)程序片段完成的：

final String[] str = new String[1];
this.jTextArea1.setText("Please wait...");
this.repaint();

new Thread() {
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(1000L);
        }catch(InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        str[0] = "Done.";
        javax.swing.SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
            public void run() {
                jTextArea1.setText(str[0]);
             }
        });
    }
}.start();

在這個(gè)程序中，要花費(fèi)大量時(shí)間的操作被放到另一個(gè)線程當(dāng)中，從而使事件響應(yīng)方法能快速返回，event-dispatching thread就可以更新UI和響應(yīng)其它事件了。注意到這個(gè)程序使用了invokeLater()方法。invokeLater()方法的作用是讓event-dispatching thread去運(yùn)行制定的代碼。當(dāng)然也可以不使用invokeLater()方法，但是這樣就違背了單一線程原則，同時(shí)帶來了一定程度的相對(duì)多線程的不安全性。到現(xiàn)在，解決方案似乎是完美的了，但是我們看一看在原來的程序添加下面的代碼，盡管我們通常不這樣做。

public void paint(java.awt.Graphics g) {
    super.paint(g);
    g.drawRect(1, 1, 100, 100);
}

我們會(huì)發(fā)現(xiàn)以前畫的矩形被覆蓋了一部分，原因是由于我們沒用重畫這一個(gè)矩形，因此在結(jié)尾加上對(duì)repaint()方法的調(diào)用。

final String[] str = new String[1];
this.jTextArea1.setText("Please wait...");
this.repaint();

new Thread() {
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(1000L);
        }catch(InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        str[0] = "Done.";
        javax.swing.SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
            public void run() {
                jTextArea1.setText(str[0]);
                repaint();
             }
        });
    }
}.start();

如果你認(rèn)為這段代碼過于缺乏可讀性，通過在《Java Tutorial》[1]里面介紹的SwingWorker來簡(jiǎn)化編程的方法。可以通過實(shí)現(xiàn)一個(gè)construct()方法來實(shí)現(xiàn)花費(fèi)大量時(shí)間的操作和重寫finished()方法來完成組件更新的工作。

this.jTextArea1.setText("Please wait...");

final SwingWorker worker = new SwingWorker() {
    public Object construct() {
        try {
            Thread.sleep(1000L);
        }catch(InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "Done.";
    }
    public void finished() {
        jTextArea1.setText(getValue().toString());
        repaint();
    }
};
worker.start();

在《Rethinking Swing Threading》[3]，作者將以上的編程方式稱為同步方式。另外作者提出了一個(gè)通過消息機(jī)制來實(shí)現(xiàn)相同功能的更清晰，但是需要編寫更多代碼的"異步"的方法。

結(jié)論

總之，我們?cè)诰帉懯褂肧wing組件的程序是要記住以下幾點(diǎn)：

1、不要過多地占用event-dispatching thread；

2、與更新組件相關(guān)的代碼要使用event-dispatching thread去執(zhí)行；

3、要更新組件。

編寫反應(yīng)靈敏的圖形用戶界面還需要考慮很多問題，以上只是最基本的一部分。歡迎有興趣的讀者來信進(jìn)行討論。