Java Swing GUI多线程之SwingUtilities.invokeLater和invokeAndWait

  在Java中Swing是线程不安全的，是单线程的设计，这样的造成结果就是：只能从事件派发线程访问将要在屏幕上绘制的Swing组件。事件派发线程是 调用paint和update等回调方法的线程，它还是事件监听器接口中定义的事件处理方法，例如，ActionListener中的 actionPerformed方法在事件派发线程中调用。

       Swing是事件驱动的，所以在回调函数中更新可见的GUI是很自然的事情，比如，有一个按钮被按下，项目列表需要更新时，则通常在与该按钮相关联的事件 监听器的actionPerformed方法中来实现该列表的更新，从事件派发线程以外的线程中更新Swing组件是不正常的。

       有时需要从事件派发线程以外的线程中更新Swing组件，例如，在actionPerformed中有很费时的操作，需要很长时间才能返回，按钮激活后需 要很长时间才能看到更新的列表，按钮会长时间保持按下的状态只到actionPerformed返回，一般说来耗时的操作不应该在事件处理方法中执行，因 为事件处理返回之前，其他事件是不能触发的，界面类似于卡住的状况，所以在独立的线程上执行比较耗时的操作可能更好，这会立即更新用户界面和释放事件派发 线程去派发其他的事件。

      SwingUtilities类提供了两个方法：invokeLate和invoteAndWait，它们都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。

   只有从事件派发线程才能更新组件。

程序示例：更新组件的错误方法
startButton.addActionListener(new ActionListener())
{
   public void actionPerformed(ActionEvent e)
   {
    GetInfoThread t = new GetInfoThread(Test.this);
    t.start();
    startButton.setEnabled(false);
   }
}

class GetInfoThread extends Thread
{
Test applet;
public GetInfoThread(Test applet)
{
this.applet = applet;
}

public void run()
{
   while (true)
   {
    try
    {
     Thread.sleep(500);
     applet.getProgressBar().setValue(Math.random() * 100);
    }
    catch (InterruptedException e)
    {
     e.printStackTrace();
    }
   }
}
}

错误分析：在actionPerformed中，监听器把按钮的允许状态设置为false，由于是在事件派发线程上调用 actionPerformed，所以setEnabled是一个有效的操作，但是在GetInfoThread中设置进度条是一个危险的做法，因为事件 派发线程以外的线程更新了进度条，所以运行是不正常的。

   1、invokeLater使用
class GetInfoThread extends Thread
{
Test applet;

Runnable runx;

int value;

public GetInfoThread(final Test applet)
{
   this.applet = applet;
   runx = new Runnable()
   {
     public void run()
     {
     JProgressBar jpb = applet.getProgressBar();
     jpb.setValue(value);
     }
   }
}

   public void run()
   {
     while (true)
     {
        try
        {
         Thread.sleep(500);
         value = (int) (Math.random() * 100);
         System.out.println(value);
         SwingUtilities.invokeLater(runx);
        }
        catch (InterruptedException e)
        {
         e.printStackTrace();
        }
     }
    }
}
  
   2、invokeAndWait
   与invoikeLater一样，invokeAndWait也把可运行对象排入事件派发线程的队列中，invokeLater在把可运行的对象放入队列 后就返回，而invokeAndWait一直等待知道已启动了可运行的run方法才返回。如果一个操作在另外一个操作执行之前必须从一个组件获得信息，则 invokeAndWait方法是很有用的。
  
   class GetInfoThread extends Thread
   {
   Runnable getValue,setValue;
   int value,currentValue;
   public GetInfoThread(final Test applet)
   {
    getValue=new Runnable()
    {
     public void run()
     {
      JProgressBar pb=applet.getProgressBar();
      currentValue=pb.getValue();
      }
    };
   setValue=new Runnable()
   {
    public void run()
     {
      JProgressBar pb=applet.getProgressBar();
      pb.setValue(value);
     }
}
   }
  
   public void run()
   {
    while(true)
    {
    try
    {
      Thread.currentThead().sleep(500);
      value=(int)(Math.random()*100);
      try
      {
      SwingUtilities.invokeAndWait(getValue);//直到getValue可运行的run方法返回后才返回
      }
      catch(Exception ex)
      {
      
      }
       if(currentValue!=value)
       {
       SwingUtilities.invokeLater(setValue);
       }
     }
      catch(Exception ex)
      {
      }
     }
   }
      invokeLater和invoikeAndWait的一个重要区别：可以从事件派发线程中调用invokeLater，却不能从事件派发线程中调用 invokeAndWait，从事件派发线程调用invokeAndWait的问题是：invokeAndWait锁定调用它的线程，直到可运行对象从事 件派发线程中派发出去并且该可运行的对象的run方法激活，如果从事件派发线程调用invoikeAndWait，则会发生死锁的状况，因为 invokeAndWait正在等待事件派发，但是，由于是从事件派发线程中调用invokeAndWait，所以直到invokeAndWait返回后 事件才能派发。
     
      actionPerformed();返回的时候事件派发线程才能派发线程，而在actionPerformed中使用invokeAndWait则会导致actionPerformed不能返回。所以也就无法派发invokeAndWait中的线程。

      由于Swing是线程不安全的，所以，从事件派发线程之外的线程访问Swing组件是不安全的，SwingUtilities类提供这两种方法用于执行事件派发线程中的代码

总结: GUI中多线调用方法应该使用:SwingUtilities.invokeLater和invokeAndWait 而不是普通情况下那样应用.

看到很多地方讲述Swing中的并发和多线程问题，感觉讲的都不如Sun的教程，这里复述一下关键。Swing之所以和多线程紧密联系在一 起是因为图形界面编程中如果只采取顺序编程（也就是你的代码或任务依次执行），会出现很大的问题，比如你要编写一个FTP客户端，你不能让文件下载的时 候，用户界面死在那里，你既不能取消任务也不能和界面交互吧。所以有必要将耗时的任务，比如文件下载放到一个独立的线程中处理，而让用户同时能够干其他事 情。简单来说，Swing中有三种线程：

启动线程或者初始线程： 这个线程负责调用main方法，很多顺序编程一开始就用的是这种线程。在Swing中启动线程负责很少的事务，主要干两件事情，第一件就是创建一个可运行 的对象(Runnable Object),这个可运行对象的任务比较重要，它负责初始化图形界面，第二件就是将这个可运行对象安排到另外一个非常重要的线程，事件分派线程中执行。 第二件事情是通过SwingUtilies的invokeLater和invokeAndWait方法来实现的。几乎所有的创建Swing组件和与 Swing组件交互的代码都要在事件分派线程中执行。
事件分派线程：在Swing中负责事件处理的代码需要在一个特定的线程中运行，这个线程就 是事件分派线程。大部分调用Swing方法的代码也在这个线程中运行。原因是大部分Swing对象中的方法并不是线程安全的，所以需要这个特定的事件分派 线程来保证线程安全。当然也有部分swing对象中的方法指明是线程安全的，这些方法可以在任何线程中调用。你可以将事件分派线程中运行的代码想象成一系 列短小的任务，大部分任务都是调用事件处理方法，例如ActionListener.actionPerformed()方法，其他任务可被程序代码通过 SwingUtilities的invokeLater/invokeAndWait方法来安排。需要注意的是，在事件分派线程中的任务必须短小精悍，这 意味着这些任务能够很快执行完毕，如果你发现有一个耗时的任务，那么你肯定出错了，你会发现你的图形界面经常被卡住，或者死掉了。对于耗时任务你需要另外 一个线程，例如工作线程(Worker Thread)来处理。判断你的代码时候运行在事件分派线程上的方法很简单，使用 javax.swing.SwingUtilities.isEventDispatchThread()方法即可。
工作线程(Worker Thread)或者后台线程(Background Thread)：你可以在这个线程中处理耗时任务。

 

 

 

 

 

如何使用线程
　　Java平台从开始就被设计成为多线程环境。在你的主程序执行的时候，其它作业如碎片收集和事件处理则是在后台进行的。本 质上，你可以认为这些作业是线程。它们正好是系统管理线程，但是无论如何，它们是线程。线程使你能够定义相互独立的作业，彼此之间互不干扰。系统将交换这 些作业进或出CPU，这样（从外部看来）它们好象是同时运行的。
　　
　　在你需要在你的程序中处理多个作业时，你也可以使用多个进程。这些进程可以是你自己创建的，你也可以操纵系统线程。
　　
　　你进行这些多作业处理，要使用几个不同的类或接口：
　　
　　java.util.Timer类
　　javax.swing.Timer类
　　Thread类
　　Runnable接口
　　对于简单的作业，通常需要重复的，你可以使用java.util.Timer类告诉它“每半秒钟做一次”。注意：大多数系统例程是使用毫秒的。半秒钟是500毫秒。
　　
　　你希望Timer实现的任务是在java.util.TimerTask实例中定义的，其中运行的方法包含要执行的任务。这些在Hi类中进行了演示，其中字符串“Hi”重复地被显示在屏幕上，直到你按Enter键。
import java.util.*;

public class Hi {
    public static void main(String args[]) throws java.io.IOException {
        TimerTask task = new TimerTask() {
            public void run() {
                System.out.println("Hi");
            }
        };
        Timer timer = new Timer();
        timer.schedule(task, 0, 500);
        System.out.println("Press ENTER to stop");
        System.in.read(new byte[10]);
        timer.cancel();
    }
}

　　
　　Java Runtime Environment工作的方式是只要有一个线程在运行，程序就不退出。这样，当取消被调用，没有其它线程在运行了，则程序退出。有一些系统线程在运 行，如碎片收集程序。这些系统线程也被称为后台线程。后台线程的存在不影响运行环境被关闭，只有非后台线程保证运行环境不被关闭。
　　
　 　Javax.swing.Timer类与java.util.timer类的工作方式相似，但是有一些差别需要注意。第一，运行的作业被 ActionListener接口的实现来定义。第二，作业的执行是在事件处理线程内部进行的，而不象java.util.Timer类是在它的外部。这 是很重要的，因为它关系到Swing组件集是如何设计的。
　　
　　如果你不熟悉Swing，它是一组可以被Java程序使用的图形组件。 Swing被设计程被称为单线程的。这意味着对Swing类内部内容的访问必须在单个线程中完成。这个特定的线程是事件处理线程。这样，例如你想改变 Label组件的文字，你不能仅仅调用Jlabel的setText方法。相反，你必须确认setText调用发生在事件处理线程中，而这正是 javax.swing.Time类派的上用场的地方。
　　
　　为了说明这第二种情况，下面的程序显示一个增加的计数器的值。美半秒钟计数器的数值增加，并且新的数值被显示。
　　
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

public class Count {
    public static void main(String args[]) {
        JFrame frame = new JFrame();
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        Container contentPane = frame.getContentPane();
        final JLabel label = new JLabel("", JLabel.CENTER);
        label.setFont(new Font("Serif", Font.PLAIN, 36));
        contentPane.add(label, BorderLayout.CENTER);
        ActionListener listener = new ActionListener() {
            int count = 0;

            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                count++;
                label.setText(Integer.toString(count));
            }
        };
        Timer timer = new Timer(500, listener);
        timer.start();
        frame.setSize(300, 100);
        frame.show();
    }
}
　　
　　上述程序的结果是：
　　[[The No.1 Picture.]]
　　万 一你要做的不是一个简单的重复作业，java.lang.Thread类就派上了用场。它允许你自己控制基本功能。通过创建Thread的一个子类，你可 以使你的系统脱离，并进行一个长时间运行的作业，如从网络上读取一个文件，而不阻碍你的其它程序的运行。这种长时间运行的作业将在run方法中定义。 
　　
　　第二种方式是创建Thread类的子类并在子类中实现run方法，或在实现runnable的类中实现run方法，并将这个实现传递给Thread的构造函数。
　　
　　你可能会问有什么区别。Java编程语言仅支持单一继承。如果你设计的调用是除了Thread以外的其它类，你可以是你的类实现Runnable，而它可以是你的作业被执行。否则，你定义Thread的子类来运行你的Run方法，在处理过程中不再添加其它操作。
　　
　 　对于创建Thread子类的第三种情况，下面的程序生成了一个新的线程来计算一个特定URL的字符数，这个URL是通过命令行传递进来的。在这进行过程 之中，实现Runnable的第四种情况被演示，打印出重复的消息。注意在实现Runnable的这后一种情况下，你必须提供重复消息的代码。你必须同时 sleep，以分配时间并完成操作。在两种情况下，与使用Timer相比较。这段程序的最后一部分包含有你从命令行读取命令以触发程序结束。注意在系统读 取URL并打印消息的同时，你总可以按Enter键结束程序。

import java.io.*;
import java.net.*;

public class Both {
    public static void main(String args[]) {
        final String urlString = args[0];
        final String message = args[1];
        Thread thread1 = new Thread() {
            public void run() {
                try {
                    URL url = new URL(urlString);
                    URLConnection connection = url.openConnection();
                    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(connection
                            .getInputStream());
                    BufferedReader reader = new BufferedReader(isr);
                    int count = 0;
                    while (reader.read() != -1) {
                        count++;
                    }
                    System.out.println("Size is : " + count);
                    reader.close();
                } catch (MalformedURLException e) {
                    System.err.println("Bad URL: " + urlString);
                } catch (IOException e) {
                    System.err.println("I/O Problems");
                }
            }
        };
        thread1.start();
        Runnable runnable = new Runnable() {
            public void run() {
                while (true) {
                    System.out.println(message);
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                    }
                }
            }
        };
        Thread thread2 = new Thread(runnable);
        thread2.start();
        try {
            System.out.println("Press ENTER to stop");
            System.in.read(new byte[10]);
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("I/O problems");
        }
        System.exit(0);
    }
}
　　因为有多种方式来处理线程，你选用哪种技术取决于你和你面临的条件。要成为一个有效的Java编程人员，尽管你通常不必学习Java编程语言的所有内容和核心库，但是线程是一个例外。你越早了解线程如何工作和如何使用线程，你将越早了解Java程序如何工作和交互