在java中使用线程绘制面板

Question

我正在编写一个具有多种不同视图的程序。其中之一是相当密集的图形（它显示一个互连的图形）。其他人只显示小而复杂的图表。

我发现主视图的绘制时间很长（即使只是绘制当前可见区域），并且在绘制时，界面的其余部分变得非常慢。

我的问题是，我可以创建一个新线程来处理绘画 - 如果是这样，它会导致性能提升，我怀疑它不会。我尝试了以下方法：

创建一个抽象类 ThreadPaintablePanel，我的复杂视图继承自。

public abstract class ThreadPaintablePanel extends JPanel{
 private Thread painter;
 public abstract void paintThread(Graphics g);

 protected void callPaintThread(Graphics g){
   if(painter != null){
     painter.interrupt();
   }
   painter = new Thread(new PaintRunnable(this, g));
   painter.start();
 }
} 

那么在我复杂的视图中，我的paintComponent 方法很简单：super.callPaintThread(g);

重写的paintThread 方法包含我所有的绘画代码。然而，这会导致未上漆的面板。我错过了什么明显的东西吗？

谢谢

Answer 1

除了Event Dispatch Thread (EDT) 之外，您不能让任何线程接触 GUI。让其他线程弄乱 GUI 会导致麻烦和异常。您可以使用多线程multi-buffering 技术。它涉及两个步骤：

1. 为了并行化复杂的绘图例程，您可以简单地将整个“视图”划分为块，让一个线程将一个块绘制成一个图像。 Here is a tutorial on working with images in Java。

2. 获得图像后，您可以覆盖 paintComponent 并使用 Graphics.drawImage method 让 EDT 显示完整或部分视图，方法是将相应补丁的图像拼接在一起。

为了避免不必要的工作，请确保首先执行第一步，然后仅在视图更改后执行，否则只需再次绘制先前计算的结果。此外，如果您可以缩小视图内在帧之间发生变化的区域，请尝试仅更新部分补丁。

让我们假设您的视图至少与您的最佳线程数一样高，因此我们可以垂直划分视图。此外，让我们假设绘制任何像素所花费的工作量与其他任何像素大致相同，因此我们可以为每个补丁使用相同的大小。这两个假设使事情变得容易得多。

代码如下。如果您不需要您的计算机做任何其他事情，您可以set nThreads to your number of cores。请注意，代码还使用伪代码来表示“并行”，这在here 中进行了解释：

// let multiple threads write all patches
public BufferedImage[] writePatches(...)
{
    // Given data:
    const int nThreads = ...;         // the amount of threads that you want
    Rectangle viewBox = ...;        // The view rectangle

    // Immediate data:
    Dimension viewSize = viewBox.getSize();
    int defaultPatchHeight = (int)ceil((float)viewSize.height / nThreads);
    int lastPatchHeight = viewSize.height - (nThreads-1) * defaultPatchHeight;

    // The actual "buffer" is a set of images
    BufferedImage[] images = new BufferedImage[nThreads];

    // ...

    // pseudocode for parallel processing of a for loop
    parallel-for (nThreads, threadId)
    {
        // the starting point and size of this thread's patch
        // handle boundary (last) patch
        int w = viewBox.width;
        int h = threadId == nThread-1 ? lastPatchHeight : defaultPatchHeight;                
        int x = viewBox.x;
        int y = viewBox.y + threadId * defaultPatchHeight;

        BufferedImage patch = new BufferedImage(w, h, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
        Graphics2D g = off_Image.createGraphics();

        // use g to draw to patch image here
        // better yet: Re-use existing patches and only update the parts that changed.

        images[threadId] = patch;
    }
    return images;
}

// ...

// override paintComponent
@Override
void paintComponent(Graphics gg)
{
    Graphics2D g = (Graphics2D) gg;
    // ...

    // stitch all images together (you can also just display only some images here)
    for (int threadId = 0; threadId < nThreads; ++threadId)
    {
        int w = viewBox.width;
        int h = threadId == nThread-1 ? lastPatchHeight : defaultPatchHeight;                
        int x = viewBox.x;
        int y = viewBox.y + threadId * defaultPatchHeight;

        // use pre-computed images here
        BufferedImage patch = images[threadId];
        g.drawImage(patch, x, y, ...);
    }
}

Answer 2

我认为您想要做的是在非 UI 线程中绘制到缓冲区（因此您可以管理一个），并在完成后复制缓冲区（在 UI 线程中）。