JavaFX 使条形图在 UI 线程中延迟更改条形

Question

JavaFX 使条形图在 UI 线程中延迟更改条形

And*_*ban 1 sorting user-interface multithreading javafx task

我得到了 JavaFX 主线程，在那里我创建了新的线程来扩展任务并排序和替换条。一切都很好，但我想在替换时进行一些延迟（例如 100 毫秒）以显示逐步排序，也许还有动画。问题是，当我使用 Thread.sleep() 或 TranslateTransition() 时，它只是将所有延迟毫秒加在一起，形成一个在更改条形之前发生的大延迟。如何使延迟在 UI 线程中正常工作？

在主类中：

       Sorting sorting = new Sorting();
       sortThread = new Thread(sorting, "sort");
       sortThread.start();
       sortThread.join();

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我的班级排序扩展了任务

  public class Sorting extends Task<Void> {

  //some stuff here

    @Override
    protected Void call() throws Exception {


        taskThread = new Thread(counter, "time");
        taskThread.setDaemon(true);
        taskThread.start();

        int n = array_tmp.length;
        int  temp;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 1; j < (n - i); j++) {
                if (array_tmp[j - 1] > array_tmp[j]) {

                        //replacing bars
                        Node n1 = barChart.getData().get(j-1).getData().get(0).getNode();
                        Node n2 = barChart.getData().get(j).getData().get(0).getNode();

                        double x1 = n1.getTranslateX() + ((barChart.getWidth()-69)/array_tmp.length);
                        double x2 = n2.getTranslateX() - ((barChart.getWidth()-69)/array_tmp.length);

                        n1.setTranslateX(x1);
                        n2.setTranslateX(x2);

                        barChart.getData().get(j-1).getData().get(0).setNode(n2);
                        barChart.getData().get(j).getData().get(0).setNode(n1);


                    temp = array_tmp[j - 1];
                    array_tmp[j - 1] = array_tmp[j];
                    array_tmp[j] = temp;
                }
            }
        }
  }
     }

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Answer 1

Jam*_*s_D 6

JavaFX 中的线程处理有两个基本规则：

作为实际显示的场景图的一部分的 UI 组件（节点）只能从 JavaFX 应用程序线程访问。其他一些操作（例如创建一个 new Stage）也受此规则约束。
任何长时间运行或阻塞的操作都应该在后台线程（即不是 JavaFX 应用程序线程）上运行。这是因为 JavaFX 应用程序线程是渲染 UI 和响应用户交互所需的线程。因此，如果您阻止 FX 应用程序线程，则无法呈现 UI，应用程序将无响应，直到您的操作完成。

该javafx.concurrentAPI提供了用于管理可在后台线程中运行代码和FX应用程序线程上执行回调设施。

该javafx.animationAPI还提供类，允许在特定时间JavaFX应用程序线程上执行的UI代码。请注意，动画 API 完全避免创建后台线程。

因此，对于您的用例，如果您想为条形图中两个条形的交换设置动画，您可以使用动画 API 来实现。创建执行此类交换的动画的一般方法可能如下所示：

private <T> Animation createSwapAnimation(Data<?, T> first, Data<?, T> second) {
    double firstX = first.getNode().getParent().localToScene(first.getNode().getBoundsInParent()).getMinX();
    double secondX = first.getNode().getParent().localToScene(second.getNode().getBoundsInParent()).getMinX();

    double firstStartTranslate = first.getNode().getTranslateX();
    double secondStartTranslate = second.getNode().getTranslateX();

    TranslateTransition firstTranslate = new TranslateTransition(Duration.millis(500), first.getNode());
    firstTranslate.setByX(secondX - firstX);
    TranslateTransition secondTranslate = new TranslateTransition(Duration.millis(500), second.getNode());
    secondTranslate.setByX(firstX - secondX);
    ParallelTransition translate = new ParallelTransition(firstTranslate, secondTranslate);

    translate.statusProperty().addListener((obs, oldStatus, newStatus) -> {
        if (oldStatus == Animation.Status.RUNNING) {
            T temp = first.getYValue();
            first.setYValue(second.getYValue());
            second.setYValue(temp);
            first.getNode().setTranslateX(firstStartTranslate);
            second.getNode().setTranslateX(secondStartTranslate);
        }
    });

    return translate;
}

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这里的基本思想非常简单：我们测量两个节点之间的 x 坐标距离；记下它们的当前translateX属性，然后创建两个移动节点的过渡，以便它们相互占据位置。这两个转换并行执行。当转换完成时（通过从转换状态RUNNING变为其他状态来表示），图表中的值被交换并且translateX属性重置为其先前的值（这些效果将在视觉上抵消，但现在图表数据将反映两者已交换的事实）。

如果你想执行一个排序算法来动画排序中的交换，在算法的每一步之间暂停，你可以使用后台线程来做到这一点（你也可以用动画来做到这一点 - 但这似乎很简单并且可能更具指导性）。

这里的想法是创建一个Taskwhichcall()方法执行排序算法，在各个点暂停以允许使用查看发生了什么。因为我们正在暂停（阻塞），所以这不能在 FX 应用程序线程上运行，因为阻塞会阻止 UI 更新，直到整个过程完成。

这是冒泡排序的实现（为简单起见）。在每次迭代中，我们：

以绿色突出显示要比较的两个条形*
暂停以便用户可以看到
如果需要交换值：
- 获取上面定义的动画并运行它*
再次暂停，然后
重置颜色*。

上面伪代码中标*号的步骤改变了UI，所以它们必须在FX应用线程上执行，所以它们需要被包装在对的调用中Platform.runLater(...)，这会导致提供的代码在FX应用线程上执行。

这里最后一个棘手的部分（这是异常棘手的）当然是动画需要一些时间来执行。所以我们必须安排我们的后台线程等待动画完成。我们通过创建一个CountDownLatch计数为 1 来做到这一点。当动画完成时，我们对闩锁进行计数。然后在将动画提交到之后Platform.runLater(..)，我们的后台线程只是在继续之前等待闩锁倒计时，通过调用latch.await(). 后台线程需要等待在 FX 应用程序线程上运行的东西是很不寻常的，但这是在您确实需要它的情况下这样做的一种技术。

因此，冒泡排序的实现看起来像

private Task<Void> createSortingTask(Series<String, Number> series) {
    return new Task<Void>() {
        @Override
        protected Void call() throws Exception {

            ObservableList<Data<String, Number>> data = series.getData();
            for (int i = data.size() - 1; i >= 0; i--) {
                for (int j = 0 ; j < i; j++) {

                    Data<String, Number> first = data.get(j);
                    Data<String, Number> second = data.get(j + 1);

                    Platform.runLater(() -> {
                        first.getNode().setStyle("-fx-background-color: green ;");
                        second.getNode().setStyle("-fx-background-color: green ;");
                    });

                    Thread.sleep(500);

                    if (first.getYValue().doubleValue() > second.getYValue().doubleValue()) {
                        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
                        Platform.runLater(() -> {
                            Animation swap = createSwapAnimation(first, second);
                            swap.setOnFinished(e -> latch.countDown());
                            swap.play();
                        });
                        latch.await();
                    }
                    Thread.sleep(500);

                    Platform.runLater(() -> {
                        first.getNode().setStyle("");
                        second.getNode().setStyle("");
                    });
                }
            }
            return null;
        }
    };
}

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这是一个完整的演示。由于带有暂停的排序算法被封装为 a Task，因此我们可以根据需要利用其回调和状态属性。例如，我们在开始任务之前禁用按钮，并在任务完成时使用onSucceeded处理程序再次启用它们。添加“取消”选项也很容易。

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

import javafx.animation.Animation;
import javafx.animation.ParallelTransition;
import javafx.animation.TranslateTransition;
import javafx.application.Application;
import javafx.application.Platform;
import javafx.collections.ObservableList;
import javafx.concurrent.Task;
import javafx.geometry.Insets;
import javafx.geometry.Pos;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.chart.BarChart;
import javafx.scene.chart.CategoryAxis;
import javafx.scene.chart.NumberAxis;
import javafx.scene.chart.XYChart.Data;
import javafx.scene.chart.XYChart.Series;
import javafx.scene.control.Button;
import javafx.scene.layout.BorderPane;
import javafx.scene.layout.HBox;
import javafx.stage.Stage;
import javafx.util.Duration;

public class AnimatedBubbleSort extends Application {

    private Random rng = new Random();

    private ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(runnable -> {
        Thread t = new Thread(runnable);
        t.setDaemon(true);
        return t;
    });

    @Override
    public void start(Stage primaryStage) {
        BarChart<String, Number> chart = new BarChart<>(new CategoryAxis(), new NumberAxis());
        chart.setAnimated(false);
        Series<String, Number> series = generateRandomIntegerSeries(10);
        chart.getData().add(series);

        Button sort = new Button("Sort");

        Button reset = new Button("Reset");
        reset.setOnAction(e -> chart.getData().set(0, generateRandomIntegerSeries(10)));

        HBox buttons = new HBox(5, sort, reset);
        buttons.setAlignment(Pos.CENTER);
        buttons.setPadding(new Insets(5));

        sort.setOnAction(e -> {
            Task<Void> animateSortTask = createSortingTask(chart.getData().get(0));
            buttons.setDisable(true);
            animateSortTask.setOnSucceeded(event -> buttons.setDisable(false));
            exec.submit(animateSortTask);
        });

        BorderPane root = new BorderPane(chart);
        root.setBottom(buttons);
        Scene scene = new Scene(root);
        primaryStage.setScene(scene);
        primaryStage.show();
    }

    private Task<Void> createSortingTask(Series<String, Number> series) {
        return new Task<Void>() {
            @Override
            protected Void call() throws Exception {

                ObservableList<Data<String, Number>> data = series.getData();
                for (int i = data.size() - 1; i >= 0; i--) {
                    for (int j = 0 ; j < i; j++) {

                        Data<String, Number> first = data.get(j);
                        Data<String, Number> second = data.get(j + 1);

                        Platform.runLater(() -> {
                            first.getNode().setStyle("-fx-background-color: green ;");
                            second.getNode().setStyle("-fx-background-color: green ;");
                        });

                        Thread.sleep(500);

                        if (first.getYValue().doubleValue() > second.getYValue().doubleValue()) {
                            CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
                            Platform.runLater(() -> {
                                Animation swap = createSwapAnimation(first, second);
                                swap.setOnFinished(e -> latch.countDown());
                                swap.play();
                            });
                            latch.await();
                        }
                        Thread.sleep(500);

                        Platform.runLater(() -> {
                            first.getNode().setStyle("");
                            second.getNode().setStyle("");
                        });
                    }
                }
                return null;
            }
        };
    }

    private <T> Animation createSwapAnimation(Data<?, T> first, Data<?, T> second) {
        double firstX = first.getNode().getParent().localToScene(first.getNode().getBoundsInParent()).getMinX();
        double secondX = first.getNode().getParent().localToScene(second.getNode().getBoundsInParent()).getMinX();

        double firstStartTranslate = first.getNode().getTranslateX();
        double secondStartTranslate = second.getNode().getTranslateX();

        TranslateTransition firstTranslate = new TranslateTransition(Duration.millis(500), first.getNode());
        firstTranslate.setByX(secondX - firstX);
        TranslateTransition secondTranslate = new TranslateTransition(Duration.millis(500), second.getNode());
        secondTranslate.setByX(firstX - secondX);
        ParallelTransition translate = new ParallelTransition(firstTranslate, secondTranslate);

        translate.statusProperty().addListener((obs, oldStatus, newStatus) -> {
            if (oldStatus == Animation.Status.RUNNING) {
                T temp = first.getYValue();
                first.setYValue(second.getYValue());
                second.setYValue(temp);
                first.getNode().setTranslateX(firstStartTranslate);
                second.getNode().setTranslateX(secondStartTranslate);
            }
        });

        return translate;
    }

    private Series<String, Number> generateRandomIntegerSeries(int n) {
        Series<String, Number> series = new Series<>();
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            series.getData().add(new Data<>(Integer.toString(i), rng.nextInt(90) + 10));
        }
        return series;
    }

    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }
}

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归档时间：	7 年，8 月前
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