java - 为什么即使调用了 repaint()，我的 GUI 也不会更新？

Question

我在使用 Swing worker 、计时器时遇到了一些困难，而且我实际上有点困惑。据我了解，我必须设置一个计时器来设置 EDT 必须调用的重复任务。

我正在尝试制作一个以图形方式显示排序算法的程序(如下所示:https://www.youtube.com/watch?v=kPRA0W1kECg)

我只是不明白为什么 GUI 不会刷新。我非常确定重绘方法正在被调用，因为我放置了一个向我显示有序值的系统输出，并且它似乎可以工作，但 GUI 只是......没有改变。

这是我的代码:

public class MainWindow {
    private JFrame frame;
    JPanel panel;
    public final static int JFRAME_WIDTH = 800;
    public final static int JFRAME_HEIGHT = 600;
    public final static int NELEM = 40;

    ArrayList<Double> numbers;
    ArrayList<myRectangle> drawables = new ArrayList<myRectangle>();
    Lock lock = new ReentrantLock();
    Condition waitme = lock.newCondition();


    public static void main(String[] args) {
        EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    MainWindow window = new MainWindow();
                    window.frame.setVisible(true);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
    }

    public MainWindow() {
        initialize();
    }

    private void initialize() {
        frame = new JFrame();
        frame.setBounds(100, 100, JFRAME_WIDTH + 20, JFRAME_HEIGHT + 40);
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        panel = new myPanel();
        frame.getContentPane().add(panel, BorderLayout.CENTER);

        Timer timer = new Timer(500, new ActionListener() {

            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent arg0) {
                lock.lock();
                try{
                    //Updating the gui
                    panel.repaint();
                    panel.revalidate();
                    //Giving the OK to the sorting alghoritm to proceed.
                    waitme.signal();
                }catch(Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }finally{
                    lock.unlock();
                }
            }
        });
        timer.start();

        SwingWorker<Integer, String> sw = new SwingWorker<Integer, String>(){

            @Override
            protected Integer doInBackground() throws Exception {
                mapAndCreate();
                bubbleSort();
                return null;
            }

        };
        sw.execute();
    }

    private void bubbleSort() throws InterruptedException{      
        for(int i=0; i < NELEM; i++){
            for(int j=1; j < (NELEM-i); j++){
                if(drawables.get(j-1).wid > drawables.get(j).wid){
                    //swap the elements!
                    myRectangle temp = drawables.get(j-1);
                    drawables.set(j-1, drawables.get(j));
                    drawables.set(j, temp);
                    lock.lock();
                    try{
                        //Wait for the GUI to update.
                        waitme.await();
                    }catch(Exception e){
                        e.printStackTrace();
                    }finally{
                        lock.unlock();
                    }
                }
            }
        }

    }

    /***
     * Function that maps values from 0 to 1 into the rectangle width.
     */
    private void mapAndCreate() {
        double max = 0;
         numbers = new ArrayList<Double>(NELEM);
        //Finding maximum.
        for(int i = 0; i < NELEM; i++){
            Double currElem = Math.random();
            if(currElem > max) max = currElem;
            numbers.add(currElem);
        }
        //Mapping process
        int offset = 0;
        for(int j = 0; j < NELEM; j++){
            Integer mapped = (int) (( JFRAME_WIDTH * numbers.get(j) ) / max);
            myRectangle rect = new myRectangle(offset , mapped);
            drawables.add(rect);
            offset += JFRAME_HEIGHT / NELEM;
        }
    }

    private class myRectangle{

        int myy , wid , colorR,colorG,colorB;

        public myRectangle(int y , int wid){
            this.myy = y;
            this.wid = wid;
            Random r = new Random();
            colorR = r.nextInt(255);
            colorG = r.nextInt(255);
            colorB = r.nextInt(255);

        }
    }

    private class myPanel extends JPanel{

        @Override
        protected void paintComponent(Graphics g) {
            super.paintComponent(g);
            for(myRectangle rectan : drawables){
                Graphics2D graphics2D = (Graphics2D)g;
                System.out.println(rectan.wid);
                Rectangle2D.Double rect = new Rectangle2D.Double(0,rectan.myy,rectan.wid,JFRAME_HEIGHT / NELEM);
                graphics2D.setColor(new Color(rectan.colorR,rectan.colorG,rectan.colorB));
                graphics2D.fill(rect);
            }
            System.out.println("====================================================================================================");
        }
    }


}

Answer 1

大多数操作系统(或者更确切地说，它们使用的 UI 框架)不支持并发访问。简而言之，您无法同时渲染两个文本字符串。

这就是 Swing 在 UI 线程中运行所有渲染操作的原因。在 UI 线程之外调用渲染函数(例如 paint())可能会导致各种问题。因此，当您执行此操作时，Swing 只会记住“我应该重新绘制”并返回(而不是执行任何实际工作)。这样，Swing 就能保护您，但大多数人更愿意看到带有有用消息的错误。

计时器也总是意味着某处有一个线程在计时器耗尽时执行。这不是Swing 的UI 线程。因此，任何绘画操作都必须用 EventQueue.invokeLater() 或类似的方法包装。

另一个常见的错误是占用 UI 线程(因此不会发生渲染，因为您在那里进行复杂的计算)。这就是 SwingWorker 的用途。同样，在 SwingWorker 的大多数方法中，禁止调用会渲染某些内容的方法(-> 使用 invokeLater())。

所以我的猜测是 UI 线程等待锁，而锁根本没有尽早或足够频繁地解锁。 See this demo如何在 Swing 中制作简单的动画。

public class TimerBasedAnimation extends JPanel implements ActionListener {
  public void paint(Graphics g) {
      // setup
      // do some first-run init stuff
      // calculate the next frame
      // render frame
  }

  public void actionPerformed(ActionEvent e) {
    repaint();
  }

  public static void main(String[] args) {
    JFrame frame = new JFrame("TimerBasedAnimation");
    frame.add(new TimerBasedAnimation());
    ...
  }
}

正如您在代码中看到的那样，没有锁定。相反，您只需将“立即渲染”事件从 actionPerformed 发送到 Swing。一段时间后，Swing 将调用 paint()。无法得知(也无法确保或强制 Swing)这种情况何时发生。

所以好的动画代码会获取当前时间，计算出当时的动画状态，然后进行渲染。所以它不会在M秒内盲目地执行N个阶段。相反，它会针对每一帧进行调整，以产生动画很流畅的错觉，但实际上并非如此。

相关:

• Java: Safe Animations with Swing
• How to Use Swing Timers