简析Java Swing线程模型

Java Swing的线程模型是一个基于事件队列的单线程模型。任何时候运行一个Swing应用程序，都会自动创建3个线程。第一个是应用程序的主线程，它运行应用程序的主方法，主方法一旦运行结束，该线程就消亡了。第二个是工具包线程，它负责捕获系统产生的各种事件。这个线程是AWT的实现的一部分，它也是相当重要的，但是它从来都不会去执行应用的代码，只把捕获到的事件发送给第三个线程，因此编写Swing应用一般不用去考虑该线程。最后一个就是事件分配线程（EDT)，这个线程对于编写Swing应用的程序员来说相当重要。它负责把工具包线程捕获到的事件分派给适当的组件，并调用它们相应的绘制方法。同时与Swing进行的交互也是通过EDT，例如在一个JButton上面点击鼠标，就会产生ActionEvent，而该事件则由EDT分派给对应的监听器，并执行对应监听器的对应方法。如果一个组件需要重绘来更新自己的显示，它会产生一个重绘请求并把请求加入到事件队列中。当EDT从事件队列中获取到该重绘请求时，它就会调用对应组件的重绘方法来重新绘制该组件。因此，Swing中的事件的处理和组件的更新都依赖于EDT。

Swing的单线程模型并不复杂。但如果编写Swing应用的程序员并不了解该模型，就很可能编写出效率低下、响应缓慢，甚至卡死的图形界面程序。EDT几乎负责了与Swing有关的所有事情，因此如果在EDT上面执行长时间的计算操作或者长时间的I/0操作，就很可能会导致Swing响应缓慢，甚至于卡死。例如，一个刚接触Swing的人很可能会写出这样的代码：

public class Bad extends JFrame{
private JButton button;
public Bad(){
button = new JButton("读取");
button.addActionListener(new ActionListener(){

@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
//进行长时间I/0操作，比如读取一个大文件。
}

});
add(button,BorderLayout.SOUTH);
setSize(800,600);
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
setVisible(true);
}

public static void main(String[] args){
Bad bad = new Bad();
}
}

该程序当点击按钮之后，EDT就会被长时间的I/O操作给阻塞了。于是事件的分派跟界面的更新都被阻塞了。在用户看来，这样的程序响应很慢，甚至于就像中止了一样。有些人不了解Swing的线程机制，觉得Swing的效率很低。但事实上Swing组件非常快速地分派它们的工作。只有当应用程序有某项任务阻塞了EDT才会导致Swing的响应缓慢。因此，编写Swing应用的时候，不要在EDT上执行长时间的计算任务或者I/O操作，在EDT上执行的任务尽可能短小快速，避免阻塞EDT。当需要执行一项长时间的任务时，应该新建一个工作线程来处理。比如上面提到的那段代码，可以改成这样：

public class Good extends JFrame{
private JButton button;
public Good(){
button = new JButton("读取");
button.addActionListener(new ActionListener(){

@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
//新建一个工作线程来处理长时间任务
Thread t = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//进行长时间I/0操作，比如读取一个大文件。
}

});
t.start();
}

});
add(button,BorderLayout.SOUTH);
setSize(800,600);
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
setVisible(true);
}

public static void main(String[] args){
Good bad = new Good();
}
}

还有Swing不是一个线程安全的API，它遵循一个单一的规则：EDT负责执行所有改变组件状态的方法，包括组件的构造方法。由于Swing不是线程安全的，所以不在EDT上面更新组件的状态，可能会破坏组件的数据和状态。如果当某个工作线程完成了一项长时间的任务，然后需要更新组件的状态的时候，我们可以使用EventQueue.invokeLater方法来向EDT发送一项新的任务。该任务会进入事件队列等待EDT的执行。invokeLater的用法如下：

EventQueue.invokeLater(new Runnable(){
@Override
public void run(){
//要在EDT上执行的任务
}
});

总的来说，Swing的线程模型是单线程的。EDT是其核心。编写Swing应用时，不要在EDT上执行耗时很长的任务，耗时很长的任务应该通过工作线程来完成。同时Swing API不是线程安全的，要遵守单一的规则，即EDT负责完成所有改变组件状态的方法。