淺談SwingWorker類在Java多線程開發(fā)中的應(yīng)用

涂焱楚

摘 要 SwingWorker類是Java語言JDK中Swing包的一個類，主要用來在GUI程序中實(shí)現(xiàn)耗時的工作任務(wù)線程。但我們在非GUI程序的普通程序中也可使用來實(shí)現(xiàn)普通多線程程序，簡單方便功能更強(qiáng)。

關(guān)鍵詞 SwingWorker;多線程;Java

引言

在計算機(jī)系統(tǒng)中，進(jìn)程是指程序的一次動態(tài)執(zhí)行過程。程序是指令、數(shù)據(jù)及其組織形式的描述，進(jìn)程則是程序運(yùn)行時的實(shí)體，也是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配的基本單位。多進(jìn)程操作系統(tǒng)支持多個進(jìn)程的同時運(yùn)行。線程是比進(jìn)程更小的執(zhí)行單位，是進(jìn)程的基礎(chǔ)之上進(jìn)一步的劃分，是進(jìn)程中執(zhí)行運(yùn)算的最小單位，亦是操作系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行的基本單位。線程和進(jìn)程一樣，也是實(shí)現(xiàn)并發(fā)的一個基本單位。所謂多線程是指一個進(jìn)程在執(zhí)行過程中可以產(chǎn)生多個更小的程序單元，也即是線程，這些線程同時存在，同時運(yùn)行?？梢哉f，多線程在較低的層次上擴(kuò)展了多任務(wù)的概念，但是與進(jìn)程相比較，線程更輕量級，創(chuàng)建、撤銷一個線程比啟動一個新進(jìn)程的開銷要小得多。進(jìn)程和線程在現(xiàn)在的主流操作系統(tǒng)中都得到了較好的支持。在實(shí)際應(yīng)用中，多線程非常有用，Java語言很早就對多線程程序的開發(fā)提供支持。

1 在Java中使用多線程的一般方式

Java語言中很早就實(shí)現(xiàn)了對多線程編程的支持。目前，Java中實(shí)現(xiàn)多線程編程的方式流行的主要有兩種，一種是繼承Thread 類，另一種是實(shí)現(xiàn) Runnable 接口。其中通過繼承 Thread 類創(chuàng)建線程，存在的一個局限就是不能多繼承了。所以很多資料都推薦采用實(shí)現(xiàn) Runnable 接口的方式。需要說明的是，這兩種方式在工作時的性質(zhì)都是一樣的，并沒有本質(zhì)的區(qū)別。它們都要通過實(shí)現(xiàn)run（）方法來完成線程的基本任務(wù)，調(diào)用Thread類的start（）方法來啟動線程。另外，這兩種方式實(shí)現(xiàn)的線程執(zhí)行完后都不能簡單方便地返回執(zhí)行的結(jié)果[1]。

2 SwingWorker類的原始用途

SwingWork類是Java的Swing包中的一個類。Swing包在Java語言中主要是用來支持進(jìn)行圖形界面（GUI）程序的開發(fā)的。但是，Swing包中的類并不都是線程安全的，如果使用不當(dāng)會使得程序的圖形界面反應(yīng)遲鈍;所以，從Java SE6開始引入SwingWorker類來改善Swing程序的結(jié)構(gòu)，提高界面的靈活性。

在Swing實(shí)現(xiàn)的圖形用戶界面程序中，把不同的任務(wù)分別由兩個不同的線程來實(shí)現(xiàn);一個是事件分發(fā)線程（EDT），另一個是任務(wù)線程。程序中圖形用戶界面的繪制和更新、用戶輸入或各種事件的響應(yīng)，都放在EDT中實(shí)現(xiàn)，耗時的任務(wù)和I/O密集型操作則放在任務(wù)線程中實(shí)現(xiàn)。這樣可以有效地提高程序的響應(yīng)性能，給用戶更好的使用體驗(yàn)。SwingWorker類就是用來實(shí)現(xiàn)這個任務(wù)線程的。SwingWorker類的設(shè)計里，已經(jīng)貼心地提供了多個方法供用戶重載選用，它們互相配合，和事件分發(fā)線程密切溝通，實(shí)現(xiàn)多方面的功能。SwingWorker是一個抽象類，支持泛型。我們可以從它繼承來實(shí)現(xiàn)任務(wù)線程。它的原型為SwingWorker< T，V>，其中T，V為兩個泛型參數(shù)，T是doInBackground和get方法的返回類型，也就是線程執(zhí)行結(jié)果的返回類型;V是線程中間結(jié)果的返回類型，在GUI程序中可以用來展示任務(wù)的執(zhí)行進(jìn)度。我們重載其中的doInBackground（）方法來完成基本任務(wù)，調(diào)用execute（）方法來啟動任務(wù)線程。線程執(zhí)行完后調(diào)用get（）方法可以取得最后的返回結(jié)果[2]。

3 SwingWorker類在一般多線程編程中的使用

SwingWorker類由于原始設(shè)計的用途是在Swing開發(fā)的GUI程序中配合EDT線程實(shí)現(xiàn)任務(wù)線程，而GUI程序在Java程序的開發(fā)中比重并不大，所以一般Java編程的教材資料中對這個類的介紹比較少。偶有介紹，也都是就其本意來談。其實(shí)，在不涉及圖形用戶界面的情況下，SwingWorker類一樣可以用于編制普通多線程程序，有些時候比繼承Thread類或是實(shí)現(xiàn)Runnable接口更方便，可以提供更強(qiáng)的功能。

利用SwingWorker類編制普通的多線程程序其實(shí)十分簡單：

首先，我們定義一個類，繼承自SwingWorker;類中重載doInBackground（）方法實(shí)現(xiàn)線程的基本功能。就像繼承Thread類時或是實(shí)現(xiàn)Runnable接口的實(shí)現(xiàn)run（）方法一樣。

其次，調(diào)用SwingWorker類中的Execute（）方法來啟動這個線程，類似調(diào)用Thread類start（）方法來啟動線程。

不過利用SwingWorker類來實(shí)現(xiàn)多線程，能也就是方便實(shí)現(xiàn)其他的一些功能。第一，線程運(yùn)行結(jié)束后，也就是doInBackground（）方法運(yùn)行完后，可以返回一個執(zhí)行的結(jié)果。我們通過調(diào)用SwingWorker類的get（）方法獲得線程的返回結(jié)果值。由于結(jié)果是必須在線程執(zhí)行完后才有，所以我們隨時都可以調(diào)用SwingWorker類的isDone（）方法來判斷線程是否結(jié)束。其次，我們還可以讓線程在運(yùn)行時不斷返回一些中間結(jié)果值，這個需要push（）方法和process（）方法的配合，我們可以在doInBackground（）方法中調(diào)用push（）方法返回中間結(jié)果，重載process（）來處理或利用中間結(jié)果實(shí)現(xiàn)某些功能。最后，我們甚至可以在線程運(yùn)行時取消線程的執(zhí)行。

另外，需要注意的是SwingWorker實(shí)例不可復(fù)用，每次執(zhí)行任務(wù)必須生成新的實(shí)例。

4 結(jié)束語

SwingWorker類不但可以在利用Swing編制的GUI程序中實(shí)現(xiàn)任務(wù)線程，在非GUI程序中也可以用來實(shí)現(xiàn)普通多線程，而且提供很多方便實(shí)用的功能。

參考文獻(xiàn)

[1] [美]Cay S.Horstmann，周立新、陳波.Java核心技術(shù) 卷I：基礎(chǔ)知識（原書第10版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016：277.

[2] [美]Herbert Schidt，孫鴻飛.Java 11官方參考手冊（第11版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2020：196.