JavaFX的线程规则
线程和JavaFX有两个基本规则:
- 任何修改或访问场景图一部分的节点状态的代码都必须在JavaFX应用程序线程上执行。某些其他操作(例如,创建
new Stage
)也受此规则约束。 - 任何可能花费很长时间运行的代码都应在后台线程上执行(即不在FX Application线程上执行)。
第一条规则的原因是,像大多数UI工具包一样,编写框架时对场景图的元素状态没有任何同步。添加同步会导致性能损失,这对于UI工具包来说是一笔过高的费用。因此,只有一个线程可以安全地访问此状态。由于UI线程(JavaFX的FX应用程序线程)需要访问此状态才能呈现场景,因此FXApplication
线程是唯一可以访问“实时”场景图状态的线程。在JavaFX 8和更高版本中,受此规则约束的大多数方法都会执行检查,并在违反该规则时抛出运行时异常。(这与Swing
相反,在Swing中,你可以编写“非法”代码,并且看起来可能运行良好,但实际上在任意时间都容易出现随机且无法预测的故障。)这是IllegalStateException
你看到的原因:你是courseCodeLbl.setText(...)
从FX Application Thread
之外的其他线程进行调用。
第二条规则的原因是,
FX Application Thread不仅负责处理用户事件,还负责渲染场景。因此,如果你在该线程上执行了长时间运行的操作,则在该操作完成之前,UI才会呈现,并且将对用户事件无响应。虽然这不会产生异常或导致损坏的对象状态(如违反规则1那样),但(最多)它会带来不良的用户体验。
因此,如果你有一个长时间运行的操作(例如访问数据库),需要在完成时更新UI,则基本计划是在后台线程中执行长时间运行的操作,并在操作完成时返回操作结果完成,然后在UI(FX应用程序)线程上安排对UI的更新。所有单线程UI工具箱都有执行此操作的机制:在JavaFX中,你可以通过在FX
Application Thread上Platform.runLater(Runnable r)执行调用来实现
r.run()。(在Swing中,你可以调用在AWT事件分配线程上
SwingUtilities.invokeLater(Runnable r)执行
r.run()。)JavaFX(请参见本答案后面的内容)还提供了一些高级API,用于管理与
FX Application Thread的通信。
多线程通用良好实践
使用多个线程的最佳实践是将要在“用户定义”线程上执行的代码构造为具有某种固定状态初始化的对象,并具有执行该操作的方法,并在完成时返回一个对象代表结果。对于初始化状态和计算结果使用不可变的对象是非常理想的。这里的想法是尽可能消除任何可变状态从多个线程可见的可能性。从数据库访问数据非常适合以下习惯用法:你可以使用数据库访问的参数(搜索项等)来初始化“ worker”对象。执行数据库查询并获取结果集,使用该结果集填充域对象的集合,然后最后返回该集合。
在某些情况下,有必要在多个线程之间共享可变状态。当绝对必须这样做时,你需要仔细同步对该状态的访问,以避免观察到状态不一致的状态(还有其他更细微的问题需要解决,例如状态的活跃性等)。强烈建议在需要时使用高级库来为你管理这些复杂性。
使用javafx.concurrent API
JavaFX提供了一个并发API,专门用于在后台线程中执行代码,而该API专门用于在代码执行完成时(或执行期间)更新JavaFX UI。此API旨在与
java.util.concurrentAPI进行交互,该API提供了用于编写多线程代码的常规工具(但没有UI挂钩)。中的键类
javafx.concurrent是Task,它表示打算在后台线程上执行的单个一次性工作单元。此类定义了一个抽象方法,call()该方法不带任何参数,返回结果并可能引发检查的异常。用调用的方法Task实现。
Runnablerun()call()Task还具有被保证更新状态的FX应用程序线程的方法,例如作为一个集合
updateProgress(...),
updateMessage(...)等,这定义了一些可观察到的性质(例如
state和
value):听众对这些属性将被通知的FX应用程序线程的变化。最后,有一些方便的方法来注册处理程序
(setonSucceeded(...),setonFailed(...)等); 通过这些方法注册的所有处理程序也将在
FX Application Thread上调用。
因此,从数据库检索数据的一般公式为:
- 创建一个Task来处理对数据库的调用。
- 使用Task执行数据库调用所需的任何状态初始化。
- 实现任务的call()方法以执行数据库调用,并返回调用结果。
- 向任务注册一个处理程序,以在完成后将结果发送到UI。
- 在后台线程上调用任务。
对于数据库访问,我强烈建议将实际的数据库代码封装在一个对UI一无所知的单独类中(数据访问对象设计模式)。然后,让任务调用数据访问对象上的方法。
因此,你可能会有一个这样的DAO类(请注意,这里没有UI代码):
public class WidgetDAO { // In real life, you might want a connection pool here, though for // desktop applications a single connection often suffices: private Connection conn ; public WidgetDAO() throws Exception { conn = ... ; // initialize connection (or connection pool...) } public List<Widget> getWidgetsByType(String type) throws SQLException { try (PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("select * from widget where type = ?")) { pstmt.setString(1, type); ResultSet rs = pstmt.executeQuery(); List<Widget> widgets = new ArrayList<>(); while (rs.next()) { Widget widget = new Widget(); widget.setName(rs.getString("name")); widget.setNumberOfBigRedButtons(rs.getString("btnCount")); // ... widgets.add(widget); } return widgets ; } } // ... public void shutdown() throws Exception { conn.close(); }}检索一堆小部件可能会花费很长时间,因此来自UI类(例如,控制器类)的任何调用都应在后台线程上进行调度。控制器类可能如下所示:
public class MyController { private WidgetDAO widgetAccessor ; // java.util.concurrent.Executor typically provides a pool of threads... private Executor exec ; @FXML private TextField widgetTypeSearchField ; @FXML private TableView<Widget> widgetTable ; public void initialize() throws Exception { widgetAccessor = new WidgetDAO(); // create executor that uses daemon threads: exec = Executors.newCachedThreadPool(runnable -> { Thread t = new Thread(runnable); t.setDaemon(true); return t ; }); } // handle search button: @FXML public void searchWidgets() { final String searchString = widgetTypeSearchField.getText(); Task<List<Widget>> widgetSearchTask = new Task<List<Widget>>() { @Override public List<Widget> call() throws Exception { return widgetAccessor.getWidgetsByType(searchString); } }; widgetSearchTask.setonFailed(e -> {widgetSearchTask.getException().printStackTrace(); // inform user of error... }); widgetSearchTask.setonSucceeded(e -> // Task.getValue() gives the value returned from call()... widgetTable.getItems().setAll(widgetSearchTask.getValue())); // run the task using a thread from the thread pool: exec.execute(widgetSearchTask); } // ...}请注意,对(可能)长时间运行的DAO方法的调用是如何包装在一个Task在后台线程中(通过访问器)运行的中的,以防止阻塞UI(上述规则2)。
widgetTable.setItems(...)实际上,使用Task的便捷回调方法
setonSucceeded(...)(满足规则1)在
FX Application线程上执行了对UI()的更新。
在你的情况下,你正在执行的数据库访问将返回单个结果,因此你可能具有类似以下的方法
public class MyDAO { private Connection conn ; // constructor etc... public Course getCourseByCode(int pre) throws SQLException { try (PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("select * from course where c_pre = ?")) { pstmt.setInt(1, pre); ResultSet results = pstmt.executeQuery(); if (results.next()) { Course course = new Course(); course.setName(results.getString("c_name")); // etc... return course ; } else { // maybe throw an exception if you want to insist course with given pre exists // or consider using Optional<Course>... return null ; } } } // ...}然后你的控制器代码看起来像
final int courseCode = Integer.valueOf(courseId.getText());Task<Course> courseTask = new Task<Course>() { @Override public Course call() throws Exception { return myDAO.getCourseByCode(courseCode); }};courseTask.setonSucceeded(e -> { Course course = courseTask.getCourse(); if (course != null) { courseCodeLbl.setText(course.getName()); }});exec.execute(courseTask);该API文档
Task有更多的例子,包括更新
progress任务的属性进度条…等(有用



