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每一个任务称为一个线程,同时可以运行一个以上的程序称为多线程程序。
多线程与多进程本质的区别在于每个进程拥有自己的一套变量,而线程则共享数据。与进程相比,线程更轻量级,创建撤销一个线程比启动新进程容易的多。
以下程序中,当点击start后有一个小球开始在弹跳,但这个程序是一个单线程的,当球跳动时,点击close,程序不会结束,因为线程被球弹跳所占用,无法马上响应close。
Ball.java记录了运动的小球的坐标(x,y),并且有move方法将小球移动到下一个位置。
import java.awt.Color; import java.awt.Graphics; import java.awt.Graphics2D; import java.awt.Rectangle; import java.util.ArrayList; import javax.swing.JPanel; public class BallComponent extends JPanel { private ArrayList<Ball> balls=new ArrayList<Ball>(); /* * add a new ball to balls */ public void add(Ball b){ balls.add(b); } /* * paint the panel */ public void paintComponent(Graphics g){ super.paintComponent(g); Graphics2D g2=(Graphics2D)g; g2.setPaint(Color.RED); for(Ball b:balls){ g2.fill(b.getShape()); } } }
BallComponent.java继承了JPanel,用来画图。
import java.awt.geom.Ellipse2D; import java.awt.geom.Rectangle2D; public class Ball { private static final int XSIZE=15; private static final int YSIZE=15; private double x=0; private double y=0; private double dx=1; private double dy=1; /* * change the value of x and y of the next position of ball */ public void move(Rectangle2D bounds){ x+=dx; y+=dy; if(x<bounds.getMinX()){ x=bounds.getMinX(); dx=-dx; } if(x+XSIZE>=bounds.getMaxX()){ x=bounds.getMaxX()-XSIZE; dx=-dx; } if(y<bounds.getMinY()){ y=bounds.getMinY(); dy=-dy; } if(y+YSIZE>=bounds.getMaxY()){ y=bounds.getMaxY()-YSIZE; dy=-dy; } } /* * the shape of the ball at current position */ public Ellipse2D getShape(){ return new Ellipse2D.Double(x,y,XSIZE,YSIZE); } }
BounceFrame.java完成整个界面,点击start按钮时调用addBall方法。
import java.awt.BorderLayout; import java.awt.event.ActionEvent; import java.awt.event.ActionListener; import javax.swing.JButton; import javax.swing.JFrame; import javax.swing.JPanel; public class BounceFrame extends JFrame { private static final int DEFAULT_WIDTH=450; private static final int DEFAULT_HEIGHT=350; private static final int STEPS=10000; private static final int DELAY=3; private BallComponent comp; public BounceFrame(){ setSize(DEFAULT_WIDTH,DEFAULT_HEIGHT); comp = new BallComponent(); add(comp,BorderLayout.CENTER ); JPanel buttonPanel=new JPanel(); addButton(buttonPanel,"Start",new ActionListener(){ public void actionPerformed(ActionEvent e) { addBall(); } }); addButton(buttonPanel,"Close",new ActionListener(){ public void actionPerformed(ActionEvent e) { System.exit(0); } }); add(buttonPanel,BorderLayout.SOUTH ); } /* * add button and listener to Container */ private void addButton(JPanel c, String title, ActionListener listener) { JButton button=new JButton(title); c.add(button); button.addActionListener(listener); } private void addBall() { try{ Ball ball=new Ball(); comp.add(ball); for(int i=0;i<STEPS;i++){ ball.move(comp.getBounds()); comp.paint(comp.getGraphics());//如果调用repaint,不会重画面板,因为addBall完全掌握这控制权 Thread.sleep(DELAY); } }catch(InterruptedException e){ } } }
然后是程序的入口:
import java.awt.EventQueue; import javax.swing.JFrame; public class Bounce { public static void main(String[] arg){ EventQueue.invokeLater(new Runnable(){ public void run(){ JFrame frame=new BounceFrame(); frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); frame.setVisible(true); } }); } }
要把这个程序改为多线程,要做如下改变:
如果将球移动的代码放在一个独立的线程中,这样每个球都在自己的线程中运行。由于每个线程都有机会得到运行,所以在在球弹跳期间用户点击close时,事件调度线程有机会关注到这一动作。
要想把弹跳球代码放在一个独立的线程中,只要实现Runnable接口,将动画代码放在run中。代码如下:
BallRunnable implements Runnable{ ... ... public void run() { try{ for(int i=0;i<STEPS;i++){ ball.move(comp.getBounds()); comp.repaint(); Thread.sleep(DELAY); } }catch(InterruptedException e){ } } ... ... }
当点击start后启动一个新线程:
Ball ball=new Ball(); comp.add(ball); Runnable r=new BallRunnable(ball,comp); Thread t=new Thread(r); t.start();
也可以继承Thread类来定义一个线程,然后再点击start后构造一个子类对象,启动线程。这种方法已经不再推荐,要为每一个任务创建独立的线程付出的代价太大。
import java.awt.Component; public class BallRunnable implements Runnable{ private Ball ball; private Component comp; private static final int STEPS=100000; private static final int DELAY=3; public BallRunnable(Ball ball,Component comp){ this.ball=ball; this.comp=comp; } public void run() { try{ for(int i=0;i<STEPS;i++){ ball.move(comp.getBounds()); comp.repaint(); Thread.sleep(DELAY); } }catch(InterruptedException e){ } } }
改进后的BounceFrame.java
import java.awt.BorderLayout; import java.awt.event.ActionEvent; import java.awt.event.ActionListener; import javax.swing.JButton; import javax.swing.JFrame; import javax.swing.JPanel; public class BounceFrame extends JFrame{ private static final int DEFAULT_WIDTH=450; private static final int DEFAULT_HEIGHT=350; private BallComponent comp; public BounceFrame(){ setSize(DEFAULT_WIDTH,DEFAULT_HEIGHT); comp = new BallComponent(); add(comp,BorderLayout.CENTER ); JPanel buttonPanel=new JPanel(); addButton(buttonPanel,"Start",new ActionListener(){ public void actionPerformed(ActionEvent e) { addBall(); } }); addButton(buttonPanel,"Close",new ActionListener(){ public void actionPerformed(ActionEvent e) { System.exit(0); } }); add(buttonPanel,BorderLayout.SOUTH ); } /* * add button and listener to Container */ private void addButton(JPanel c, String title, ActionListener listener) { JButton button=new JButton(title); c.add(button); button.addActionListener(listener); } private void addBall() { Ball ball=new Ball(); comp.add(ball); Runnable r=new BallRunnable(ball,comp); Thread t=new Thread(r); t.start(); } }
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