JavaFX 中使用多線程與保證 UI 線程安全

• JavaFX 中使用多線程
• JavaFX 中保證 UI 線程安全
• 總結(jié)與補(bǔ)充

??JavaFX 中的 UI 線程和大多數(shù)其它的編程語言一樣，是單線程的。前人很早就已經(jīng)多次嘗試在 UI 線程上使用多線程，大多都已失敗告終。為保證 UI 界面的流暢，UI 線程不能執(zhí)行非常耗時(shí)的操作。如果 UI 線程執(zhí)行正在非常耗時(shí)的操作，這個(gè)后果在 UI 界面的體現(xiàn)就是，UI 界面會(huì)一直停滯在執(zhí)行耗時(shí)代碼前的狀態(tài)，然后如果馬上隨意連續(xù)點(diǎn)擊 UI 界面的任何部位，此時(shí)會(huì)發(fā)生如下現(xiàn)象：

• 應(yīng)用的標(biāo)題會(huì)加上 （未響應(yīng)） 的后綴。

• 應(yīng)用的關(guān)閉按鈕會(huì)變紅。

• 光標(biāo)位于此應(yīng)用中時(shí)，光標(biāo)會(huì)變成加載的圓圈圖樣。

• 操作系統(tǒng)會(huì)將此應(yīng)用的界面變成灰色，然后彈窗提示此程序已停止響應(yīng)。

??上面的就是俗稱應(yīng)用卡死的狀態(tài)。通過上面的描述應(yīng)該可以明白，不是說一旦進(jìn)入卡死的狀態(tài)，就只能手動(dòng)強(qiáng)制結(jié)束這個(gè)應(yīng)用。應(yīng)用卡死的狀態(tài)只能一種 UI 界面被阻塞的狀態(tài)（UI 界面無法自主更新）。當(dāng)發(fā)生了這個(gè)狀態(tài)，并不能說明程序就發(fā)生了死鎖，因此此時(shí)如果等待，程序就有可能自主走出這個(gè)狀態(tài)。只能說這個(gè)應(yīng)用的開發(fā)者的設(shè)計(jì)不合理，UI 線程不應(yīng)該執(zhí)行非常耗時(shí)的操作。那么，非常耗時(shí)的操作應(yīng)該在哪里執(zhí)行呢？

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【注意】

??UI 界面的更新是以異步的方式進(jìn)行。UI 線程首先會(huì)執(zhí)行用戶代碼，然后如果這些代碼使得 UI 界面的數(shù)據(jù)發(fā)生的改變，UI 線程將對(duì)其 UI 界面進(jìn)行更新。這意味著，并不是每執(zhí)行一條更改 UI 數(shù)據(jù)的代碼，它都會(huì)在 UI 界面上馬上生效。有時(shí)候，這會(huì)導(dǎo)致一些問題。

??UI 線程是單線程的，指的 UI 界面是只通過一個(gè)線程來完成它界面的更新，指的不是凡是涉及 UI 的程序只能使用一個(gè)線程。UI 應(yīng)用相比于后臺(tái)應(yīng)用，只是多了幾個(gè)與處理 UI 相關(guān)的線程而已，沒什么額外的線程個(gè)數(shù)限制。

??如果想了解更多關(guān)于同步、異步、阻塞的知識(shí)，可見筆者的另一篇博客：同步阻塞、同步非阻塞、異步阻塞、異步非阻塞：https://blog.csdn.net/wangpaiblog/article/details/117236684

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JavaFX 中使用多線程

??為防止 UI 界面被阻塞，又因?yàn)?UI 線程是單線程的，因此應(yīng)該選擇在其它線程執(zhí)行非常耗時(shí)的操作。可以選擇當(dāng)需要執(zhí)行非常耗時(shí)的操作時(shí)，新開一個(gè)線程，將此非常耗時(shí)的操作放到新開一個(gè)線程去執(zhí)行。

??在 JavaFX 中使用多線程一般使用兩個(gè)類：ExecutorService、Task<Integer>。Task<Integer> 有一個(gè)方法 call，可以在這個(gè)方法去執(zhí)行耗時(shí)操作。具體代碼如下：

// 假設(shè)方法 someJavafxFun 位于 JavaFX 的某個(gè)組件的定義中 public void someJavafxFun() {ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();Task<Integer> task = new Task<>() {@Overrideprotected Integer call() {// TODO 執(zhí)行耗時(shí)操作return null; // 如果需要結(jié)果反饋，可以在此處提供反饋值}};/*** 如果不需要結(jié)果反饋，也可以直接使用 executor.execute(task);* * 可以使用 result.get() 來獲取上面的反饋值。但這個(gè)方法是同步阻塞的*/var result = executor.submit(task);/*** 方法 getWindow() 獲得的其實(shí)是 Stage。此段代碼是用于在應(yīng)用關(guān)閉時(shí)回收資源。* * 對(duì)于真正的程序，方法 setOnCloseRequest 要設(shè)置在 Stage 被創(chuàng)建處。* 因?yàn)榉椒?setOnCloseRequest 會(huì)覆蓋其它 setOnCloseRequest 的效果，所以此方法只能執(zhí)行一次。* 為了達(dá)到這個(gè)效果，需要將 task 與 executor 設(shè)置成全局的，或者將其封裝在一個(gè)全局靜態(tài)方法中*/this.getScene().getWindow().setOnCloseRequest(event -> {if (task != null) {task.cancel();}if (executor != null) {executor.shutdown();}Platform.exit();}); }

??Task<T> 是 JavaFX 的一個(gè)類，它繼承至 FutureTask<T>。而 FutureTask<T>、ExecutorService 均為原生的 Java 多線程中的類，后續(xù)的操作均可依照 Java 多線程理論中的流程來完成。

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【附】

??可以使用 Thread.currentThread().getName() 來查看某代碼位于的線程。如下。其中，JavaFX 的 UI 界面所在的線程名為 JavaFX Application Thread。

System.out.println("【編號(hào)xxx】 執(zhí)行本代碼 XXX 的線程是：" + Thread.currentThread().getName());

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JavaFX 中保證 UI 線程安全

??JavaFX 中的 UI 和大多數(shù)其它的編程語言中的一樣，不是線程安全的，因?yàn)樗菃尉€程的。在單線程中無需考慮線程安全的問題，但在多線程中需要考慮。介于本文討論的重點(diǎn)，這里不打算解釋什么是線程安全。那么，如果在 JavaFX 中使用了多線程，如何保證 UI 線程安全呢？

??在 JavaFX 中，可以在 UI 之外的線程中，使用方法 Platform.runLater 來執(zhí)行與 UI 直接相關(guān)的操作。如下：

Platform.runLater(() -> {/* // TODO 更新 UI 數(shù)據(jù)的代碼 */});

??注意：為保證 UI 界面的流暢，只需將與 UI 直接相關(guān)的代碼置入上述的方法 Platform.runLater 中，不要在此方法中放多余的代碼，否則就失去了使用多線程的意義。

總結(jié)與補(bǔ)充

• 為保證 UI 界面的流暢，需要將某些代碼放入新建線程中，這些代碼需要同時(shí)滿足以下條件：

  • 非常耗時(shí)或執(zhí)行時(shí)間不能保證最壞結(jié)果也符合要求

  • 與操作 UI 數(shù)據(jù)不直接相關(guān)

  • 并非與 UI 數(shù)據(jù)強(qiáng)同步。

    例如：如果 UI 需要請(qǐng)求一個(gè)資源，如果該資源不能獲得，UI 就會(huì)崩潰，那么獲取該資源的代碼不能放在新建線程中，除非可以保證此線程與 UI 線程可以同步。因?yàn)?#xff0c;在不使用任何機(jī)制的情況下，新建的線程都是非阻塞的，如果選擇將獲取該資源的代碼放在新建線程中，在這種情況下，UI 中請(qǐng)求資源的方法會(huì)立即返回，這個(gè)時(shí)候獲取到的是這個(gè)資源的初始值（一般是 null）。也就是說，如果選擇將獲取該資源的代碼放在新建線程中，相當(dāng)于直接注釋掉了新建線程獲取資源這部分的代碼。

• 為保證 UI 的線程安全，在其它線程不能直接更改 UI 的數(shù)據(jù)，必須將更改 UI 數(shù)據(jù)的代碼傳于方法 Platform.runLater 中運(yùn)行。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的JavaFX 中使用多线程与保证 UI 线程安全的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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