Swing中的线程并发处理

时间:2022-03-21 21:06:01

理论解释见官方的文档:

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/uiswing/concurrency/index.html

一个Swing程序中一般有下面三种类型的线程:

  • 初始化线程(Initial Thread)
  • UI事件调度线程(EDT)
  • 任务线程(Worker Thread),可以看成后台其他的线程

每个程序必须有一个main方法,这是程序的入口。该方法运行在初始化或启动线程上。初始化线程读取程序参数并初始化一些对象。在许多Swing程序中,该线程主要目的是启动程序的图形用户界面(GUI)。一旦GUI启动后,对于大多数事件驱动的桌面程序来说,初始化线程的工作就结束了。
        Swing程序只有一个EDT线程,该线程负责GUI组件的绘制和更新,通过调用程序的事件处理器来响应用户交互。所有事件处理都是在EDT上进行的,程序同UI组件和其基本数据模型的交互只允许在EDT上进行,所有运行在EDT上的任务应该尽快完成,以便UI能及时响应用户输入。
        Swing编程时应该注意以下两点:
1.从其他线程访问UI组件及其事件处理器会导致界面更新和绘制错误。
2.在EDT上执行耗时任务会使程序失去响应,这会使GUI事件阻塞在队列中得不到处理。
3.应使用独立的任务线程来执行耗时计算或输入输出密集型任务,比如同数据库通信、访问网站资源、读写大树据量的文件。

  从java6开始,SwingWorker类帮你管理任务线程和Swing EDT之间的交互,对于任务线程来说,就是SwingWorker执行和界面无直接关系的耗时任务和I/O密集型操作。

一个主界面启动的正确姿势:

    public static void main(String[] args) {

        SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
public void run() {
MainFrame mainUI = new MainFrame();
mainUI.showJFrame();
}
}); }

  将任务放到EDT执行的方法是SwingUtilities.invokeAndWait,不像invokeLater,invokeAndWait方法是阻塞执行的,它在EDT上执行Runnnable任务,直到任务执行完了,该方法才返回调用线程。
  invokeLater和invokeAndWait都在事件派发队列中的所有事件都处理完之后才执行它们的Runnable任务,也就是说,这两个方法将Runnable任务放在事件队列的末尾。
  注意:虽然可以在其他线程上调用invokeLater,也可以在EDT上调用invokeLater,但是千万不要在EDT线程上调用invokeAndWait方法!这样做会造成线程竞争,程序就会陷入死锁。那么一个好的办法是不要使用invokeAndWait方法。

一个演示阻塞和非阻塞的例子:

Factorial,用于普通阶乘计算类

package concurrency;

public class Factorial {

    private int n;

    public Factorial(int n) {
this.n = n;
} public Integer call() {
int result = 1; for (int i = 1; i <= n; i++) {
result = result * i;
} try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException ex) {
ex.printStackTrace();
} System.out.println("currentThread = " + Thread.currentThread().getName());
return result;
} }

一个Callable的阶乘实现类

package concurrency;

import java.util.concurrent.Callable;

public class FactorialCalculator implements Callable<Integer> {
private int n; public FactorialCalculator(int n) {
this.n = n;
} public Integer call() {
int result = 1; for (int i = 1; i <= n; i++) {
result = result * i;
} try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException ex) {
ex.printStackTrace();
} System.out.println("currentThread = " + Thread.currentThread().getName());
return result;
}
}

测试类

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.FutureTask; import javax.swing.JButton;
import javax.swing.SwingWorker; import concurrency.Factorial;
import concurrency.FactorialCalculator; public class DoBackground { public DoBackground() {
// TODO Auto-generated constructor stub
} //线程池处理,阻塞主UI
public static void blockFutureGet() {
ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<Integer> factorialResult = pool.submit(new FactorialCalculator(8));
try {
// Integer factorialValue = factorialResult.get(3,
// TimeUnit.SECONDS);
Integer factorialValue = factorialResult.get();
System.out.println("Factorial Value (用FutureGet处理) = " + factorialValue); } catch (InterruptedException | ExecutionException ex) {
ex.printStackTrace();
} pool.shutdown();
} //线程池futureTask处理,演示组塞主UI
public static void blockFutureTaskGet() {
ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor(); FactorialCalculator task = new FactorialCalculator(8);
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task); pool.submit(futureTask);
pool.shutdown();
try {
Integer factorialValue = futureTask.get();
System.out.println("Factorial Value (用FutureTaskGet处理) = " + factorialValue); } catch (InterruptedException | ExecutionException ex) {
ex.printStackTrace();
} } //用主线程处理,阻塞
public static void blockMainThread() {
Factorial cal = new Factorial(8);
System.out.println("Factorial Value (用主线程处理) = " + cal.call());
} //用FutureGet + swingwork处理
public static void swingworkConcurrency() {
final SwingWorker worker = new SwingWorker() { @Override
protected Object doInBackground() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<Integer> factorialResult = pool.submit(new FactorialCalculator(8));
try {
// Integer factorialValue = factorialResult.get(3,
// TimeUnit.SECONDS);
Integer factorialValue = factorialResult.get();
System.out.println("Factorial Value (用FutureGet + swingwork处理) = " + factorialValue); } catch (InterruptedException | ExecutionException ex) {
ex.printStackTrace();
} pool.shutdown();
return null;
} };
worker.execute();
} //用swingwork线程处理
public static void swingworkMainThread() {
final SwingWorker worker = new SwingWorker() { @Override
protected Object doInBackground() throws Exception {
try {
Factorial cal = new Factorial(8);
System.out.println("Factorial Value (用swingwork线程处理) = " + cal.call()); } catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
return null;
} };
worker.execute();
} /**
* 用swingwork分发线程处理回调,并读写外部的变量值
* @param jbtn,SwingWorker外部的对象
*/
public static void swingworkCallback(JButton jbtn) { Integer backInteger; SwingWorker<Integer, Object> worker = new SwingWorker<Integer, Object>() { @Override
protected Integer doInBackground() throws Exception {
try {
Factorial cal = new Factorial(8); return cal.call();
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
return null;
} @Override
public void done() {
try {
System.out.println("Factorial Value (用swingwork分发线程处理回调) = " + get());
//backInteger = (Integer) get();
setTitle(jbtn,get().toString());
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
} };
worker.execute();
} static void setTitle(JButton jbtn,String text){ jbtn.setText(text);
} }

结论:用后两种方法就已经能够实现非阻塞的设计了,即没必要自己再新建线程,或开线程池,请把一切交给swingwork去处理。

最后一个例子演示了回调如何和swing的其他对象(比如说一个jbutton进行数据读写,这是跨线程的操作,swingwork也支持的非常好)。

运行结果:

Swing中的线程并发处理