Java開發中的安全執行緒選擇與Swing

　　Swing API的設計目標是強大、靈活和易用。特別地，我們希望能讓程式員們方便地建立新的Swing組件，不論是從頭開始還是通過擴充我們所提供的一些組件。
　　
　　　　出於這個目的，我們不要求Swing組件支援多線程訪問。相反，我們向組件發送請求並在單一線程中執行請求。
　　
　　　　本文討論區對話和Swing組件。目的不僅是為了協助你以安全執行緒的方式使用Swing API，而且解釋了我們為什麼會選擇現在這樣的線程方案。
　　
　　　　本文包括以下內容：
　　　　　單線程規則：Swing線程在同一時刻僅能被一個線程所訪問。一般來說，這個線程是事件派發線程（event-dispatching thread）。
　　
　　　　　規則的例外：有些操作保證是安全執行緒的。
　　
　　　　　事件分發：如果你需要從事件處理（event-handling）或繪製代碼以外的地方訪問UI，那麼你可以使用SwingUtilities類的invokeLater()或invokeAndWait()方法。
　　
　　　　　建立線程：如果你需要建立一個線程——比如用來處理一些耗費大量計算能力或受I/O能力限制的工作——你可以使用一個線程工具類如SwingWorker或Timer。
　　
　　　　　為什麼我們這樣實現Swing：我們將用一些關於Swing的安全執行緒的背景資料來結束這篇文章。
　　
　　　　Swing的規則是：
　　
　　　　一旦Swing組件被具現化（realized），所有可能影響或依賴於組件狀態的代碼都應該在事件派發線程中執行。
　　
　　　　這個規則可能聽起來有點嚇人，但對許多簡單的程式來說，你用不著為線程問題操心。在我們深入如何撰寫Swing代碼之前，讓我們先來定義兩個術語：具現化（realized）和事件派發線程（event-dispatching thread）。
　　
　　　　具現化的意思是組建的paint()方法已經或可能會被調用。一個作為最上層視窗的Swing組件當調用以下方法時將被具現化：setVisible(true)、show()或（可能令你驚奇）pack()。當一個視窗被具現化，它包含的所有組件都被具現化。另一個具現化一個組件的方法是將它放入到一個已經具現化的容器中。稍後你會看到一些對組件具現化的例子。
　　
　　　　事件派發線程是執行繪製和事件處理的線程。例如，paint()和actionPerformed()方法會自動在事件派發線程中執行。另一個將代碼放到事件派發線程中執行的方法是使用SwingUtilities類的invokeLater()方法。
　　
　　　　所有可能影響一個已具現化的Swing組件的代碼都必須在事件派發線程中執行。但這個規則有一些例外：
　　
　　　　有些方法是安全執行緒的：在Swing API的文檔中，安全執行緒的方法用以下文字標記：
　　
　　　　This method is thread safe, although most Swing methods are not.
　　　　（這個方法是安全執行緒的，儘管大多數Swing方法都不是。）
　　
　　一個應用程式的GUI常常可以在主線程中構建和顯示：下面的典型代碼是安全的，只要沒有（Swing或其他）組件被具現化：
　　
　　public class MyApplication
　　{
　　　public static void main(String[] args)
　　　{
　　　　JFrame f = new JFrame("Labels"); // 在這裡將各組件
　　　　 // 加入到主架構……
　　　　 f.pack();
　　　　 f.show();
　　　　 // 不要再做任何GUI工作……
　　　 }
　　}
　　
　　　　上面所示的代碼全部在“main”線程中運行。對f.pack()的調用使得JFrame以下的組件都被具現化。這意味著，f.show()調用是不安全的且應該在事件派發線程中執行。儘管如此，只要程式還沒有一個看得到的GUI，JFrame或它的裡面的組件就幾乎不可能在f.show()返回前收到一個paint()調用。因為在f.show()調用之後不再有任何GUI代碼，於是所有GUI工作都從主線程轉到了事件派發線程，因此前面所討論的代碼實際上是安全執行緒的。
　　
　　　　一個applet的GUI可以在init()方法中構造和顯示：現有的瀏覽器都不會在一個applet的init()和start()方法被調用前繪製它。因而，在一個applet的init()方法中構造GUI是安全的，只要你不對applet中的對象調用show()或setVisible(true)方法。
　　
　　　　要順便一提的是，如果applet中使用了Swing組件，就必須實現為JApplet的子類。並且，組件應該添加到的JApplet內容窗格（content pane）中，而不要直接添加到JApplet。對任何applet，你都不應該在init()或start()方法中執行費時的初始化操作；而應該啟動一個線程來執行費時的任務。
　　
　　　　下述JComponent方法是安全的，可以從任何線程調用：repaint()、revalidate()、和invalidate()。repaint()和revalidate()方法為事件派發線程對請求排隊，並分別調用paint()和validate()方法。invalidate()方法只在需要確認時標記一個組件和它的所有直接祖先。
　　
　　　　監聽者列表可以由任何線程修改：調用addListenerTypeListener()和removeListenerTypeListener()方法總是安全的。對監聽者列表的添加/刪除操作不會對進行中的事件派發有任何影響。
　　
　　　　注意：revalidate()和舊的validate()方法之間的重要區別是，revalidate()會緩衝請求並組合成一次validate()調用。這和repaint()緩衝並組合繪製請求類似。
　　
　　　　大多數初始化後的GUI工作自然地發生在事件派發線程。一旦GUI成為可見，大多數程式都是由事件驅動的，如按鈕動作或滑鼠點擊，這些總是在事件派發線程中處理的。
　　
　　　　不過，總有些程式需要在GUI成為可見後執行一些非事件驅動的GUI工作。比如：
　　
　　　　在成為可用前需要進行長時間初始化操作的程式：這類程式通常應該在初始化期間就顯示出GUI，然後更新或改變GUI。初始化過程不應該在事件派發線程中進行；否則，重繪組件和事件派發會停止。儘管如此，在初始化之後，GUI的更新/改變還是應該在事件派發線程中進行，理由是安全執行緒。
　　
　　　　必須響應非AWT事件來更新GUI的程式：例如，想象一個伺服器程式從可能運行在其他機器上的程式得到請求。這些請求可能在任何時刻到達，並且會引起在一些可能未知的線程中對伺服器的方法調用。這個方法調用怎樣更新GUI呢？在事件派發線程中執行GUI更新代碼。
　　
　　　　SwingUtilities類提供了兩個方法來協助你在事件派發線程中執行代碼：
　　
　　　　　invokeLater()：要求在事件派發線程中執行某些代碼。這個方法會立即返回，不會等待代碼執行完畢。
　　
　　　　　invokeAndWait()：行為與invokeLater()類似，除了這個方法會等待代碼執行完畢。一般地，你可以用invokeLater()來代替這個方法。
　　
　　　　下面是一些使用這幾個API的例子。請同時參閱《The Java Tutorial》中的“BINGO example”，尤其是以下幾個類：CardWindow、ControlPane、Player和OverallStatusPane。
　　
　　
　　使用invokeLater()方法
　　
　　　　你可以從任何線程調用invokeLater()方法以請求事件派發線程運行特定代碼。你必須把要啟動並執行代碼放到一個Runnable對象的run()方法中，並將此Runnable對象設為invokeLater()的參數。invokeLater()方法會立即返回，不等待事件派發線程執行指定代碼。這是一個使用invokeLater()方法的例子：
　　
　　Runnable doWorkRunnable = new Runnable()
　　{
　　　public void run()
　　　{
　　　　doWork();
　　　 }
　　};
　　SwingUtilities.invokeLater(doWorkRunnable);
　　
　　　　使用invokeAndWait()方法
　　
　　　　invokeAndWait()方法和invokeLater()方法很相似，除了invokeAndWait()方法會等事件派發線程執行了指定代碼才返回。在可能的情況下，你應該盡量用invokeLater()來代替invokeAndWait()。如果你真的要使用invokeAndWait()，請確保調用invokeAndWait()的線程不會在調用期間持有任何其他線程可能需要的鎖。
　　這是一個使用invokeAndWait()的例子：
　　
　　void showHelloThereDialog() throws Exception
　　{
　　　Runnable showModalDialog = new Runnable()
　　　{
　　　　public void run()
　　　　{
　　　　　JOptionPane.showMessageDialog( myMainFrame, "Hello There");
　　　　 }
　　　 };
　　　SwingUtilities.invokeAndWait (showModalDialog);
　　}
　　
　　　　類似地，假設一個線程需要對GUI的狀態進行存取，比如文本域的內容，它的代碼可能類似這樣：
　　
　　void printTextField()
　　　 throws Exception {
　　　　 final String[] myStrings = new String[2];
　　　　 Runnable getTextFieldText = new Runnable() {
　　　　　 public void run() {
　　　　　　 myStrings[0] = textField0.getText();
　　　　　　 myStrings[1] = textField1.getText();
　　　　　 }
　　　　 };
　　　　 SwingUtilities.invokeAndWait (getTextFieldText);
　　　　 System.out.println(myStrings[0] + " " + myStrings[1]);}
　　
　　　　如果你能避免使用線程，最好這樣做。線程可能難於使用，並使得程式的debug更困難。一般來說，對於嚴格意義下的GUI工作，線程是不必要的，比如對組件屬性的更新。

    96堆棧 軟體編程網，http://www.96dz.com，推薦C++視頻教程、C#視頻教程、Java視頻教程下載，Linux編程與Web編程等學習資料視頻教程下載。