如何使用JAVAFX 2中的AreaChart绘制实时流数据 - 并发,动画,图表

Question

要求 - 使用实时流数据构建动画AreaChart.也许每1秒绘制300个数据点.

详细信息 - 因此,我需要从医疗设备读取患者呼吸模式的实时流数据,并使用JavaFX中的AreaChart以波形方式显示它.我是JavaFX的新手,因此我构建了一个小型POC,以了解JavaFX中的并发和动画是如何工作的.

这个概念有效,我对基本测试感到满意,就实现功能而言.但是我对下面代码中的性能表示不满意.

在下面的工作代码中,我创建了一个单独的线程来模拟从医疗设备获取数据.该线程只生成一个随机数并将其添加到ConcurrentLinkedQueue.

JavaFX Application线程通过时间轴从队列中提取此数据,并将其添加到AreaChart系列.

这种类型为我提供了我需要的动画,并且在运行时添加了数据.您可以复制粘贴此代码并对其进行测试.它应该可以正常工作.

但性能并不令人印象深刻 - CPU使用率达到56% - 我的笔记本电脑上有一块Intel Core 2 Duo @ 2.53 GHZ和4GB内存.我的显卡是采用最新驱动程序的Mobile Intel 4 Series express.

如何改进此动画或绘制实时数据,以获得更好的性能？

注意:如果它是瓶颈,我愿意在动画上妥协.我对这里显示的实现开放了 http://smoothiecharts.org/,其中波形只是预构建,只是从右到左流式传输.

  import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;
  import java.util.concurrent.ExecutorService;
  import java.util.concurrent.Executors;
  import java.util.logging.Level;
  import java.util.logging.Logger;
  import javafx.animation.Animation;
  import javafx.animation.KeyFrame;
  import javafx.animation.SequentialTransition;
  import javafx.animation.Timeline;
  import javafx.application.Application;
  import javafx.event.ActionEvent;
  import javafx.event.EventHandler;
  import javafx.scene.Group;
  import javafx.scene.Scene;
  import javafx.scene.chart.AreaChart;
  import javafx.scene.chart.NumberAxis;
  import javafx.scene.chart.XYChart.Series;
  import javafx.stage.Stage;
  import javafx.util.Duration;

  /**
   * A chart that fills in the area between a line of data points and the axes.
   * Good for comparing accumulated totals over time.
   *
   * @see javafx.scene.chart.Chart
   * @see javafx.scene.chart.Axis
   * @see javafx.scene.chart.NumberAxis
   * @related charts/line/LineChart
   * @related charts/scatter/ScatterChart
   */
  public class AreaChartSample extends Application {
      private Series series;
      private int xSeriesData=0;
      private ConcurrentLinkedQueue<Number> dataQ = new ConcurrentLinkedQueue<Number>();
      private ExecutorService executor;
      private AddToQueue addToQueue;
      private Timeline timeline2;
      private SequentialTransition animation;

      private void init(Stage primaryStage) {
          Group root = new Group();
          primaryStage.setScene(new Scene(root));

          NumberAxis xAxis = new NumberAxis();
          xAxis.setAutoRanging(true);

          NumberAxis yAxis = new NumberAxis();
          yAxis.setAutoRanging(true);

          //-- Chart
          final AreaChart<Number,Number> sc = new AreaChart<Number,Number>(xAxis,yAxis);
          sc.setId("liveAreaChart");
          sc.setTitle("Animated Area Chart");

          //-- Chart Series
          series=new AreaChart.Series<Number,Number>();
          series.setName("Area Chart Series");
          series.getData().add(new AreaChart.Data<Number, Number>(5d, 5d));
          sc.getData().add(series);


          root.getChildren().add(sc);



      }

      @Override public void start(Stage primaryStage) throws Exception {
          init(primaryStage);
          primaryStage.show();

          //-- Prepare Executor Services
          executor = Executors.newCachedThreadPool();
          addToQueue=new AddToQueue();
          executor.execute(addToQueue);


          //-- Prepare Timeline
          prepareTimeline();


      }

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

      private class AddToQueue extends Thread {

          public void run(){

          try {
              Thread.currentThread().setName(Thread.currentThread().getId()+"-DataAdder");
              //-- Add Random numbers to Q
              dataQ.add(Math.random());
              Thread.sleep(50);

              executor.execute(addToQueue);

          } catch (InterruptedException ex) {
              Logger.getLogger(AreaChartSample.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
          }

          }
      }

      //-- Timeline gets called in the JavaFX Main thread
      private void prepareTimeline(){
          //-- Second slower timeline
          timeline2 = new Timeline();
          //-- This timeline is indefinite.  
          timeline2.setCycleCount(Animation.INDEFINITE);

          timeline2.getKeyFrames().add(
                  new KeyFrame(Duration.millis(100), new EventHandler<ActionEvent>() {
                      @Override public void handle(ActionEvent actionEvent) {
                          addDataToSeries();

                      }
                  })
          );

          //-- Set Animation- Timeline is created now.
          animation = new SequentialTransition();
          animation.getChildren().addAll(timeline2);
          animation.play();        

      }

      private void addDataToSeries(){

          for(int i=0;i<20;i++){ //-- add 20 numbers to the plot
              if(dataQ.isEmpty()==false)   {
                  series.getData().add(new AreaChart.Data(xSeriesData++,dataQ.remove()));

                  //-- Get rid of a bunch from the chart
                  if (series.getData().size() > 1000) {
                      series.getData().remove(0,999);
                  }

              }
              else{
                  return;
              }
          }
      }


  }

Answer 1

正如Jewelsea在他/她的评论中所说：

这个问题在Oracle JavaFX 论坛线程上交叉发布（并得到了很好的回答）。

总而言之，解决方案包括：

• 关闭动画，因为它是为较慢变化的数据而设计的，以便在到达时呈现动画；
• 将 更改Timeline为 a AnimationTimer，因为需要每帧更新图表，以便与传入数据保持同步并尽可能顺利地移动；
• 修复线程，因为 OP 在使用 Executor 时不需要扩展 Thread。更改执行器服务的创建。