深入理解EventQueue

一、EventQueue 是什麼

EventQueue 是Java語言中一個核心的類，它實現了事件的處理機制，它是一個消息隊列，用於處理所有的 GUI 事件，包括鼠標和鍵盤事件，它是 Java 事件監聽器模型的一部分。在 Java 編程中，事件處理機制是至關重要的，特別是在 GUI 應用程序中。

示例代碼：

import java.awt.EventQueue;
import javax.swing.JFrame;
public class Example extends JFrame {
    public Example() {
        initUI();
    }
    private void initUI() {
        setTitle("EventQueue");
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        setSize(300, 200);
        setLocationRelativeTo(null);
    }
    public static void main(String[] args) {
        EventQueue.invokeLater(() -> {
            Example ex = new Example();
            ex.setVisible(true);
        });
    }
}

二、EventQueue 的作用

1. 在運行期間調度和處理所有可運行事件。

當用戶與計算機交互時，操作系統將生成許多事件，例如鼠標單擊或鍵盤輸入等。此類動作是異步的，如果您從未使用事件和偵聽器，可能會錯過這些重要的動作。在此情況下，計算機將不會產生任何響應，您的應用程序將不會有任何操作。因此，您的應用程序應該監聽各種事件並針對它們給出響應。

2. 為後台事件處理線程提供服務。

許多應用程序需要使用到事件處理線程，例如通信程序、文件下載和上傳、其他網絡應用程序等。它們可能需要不斷地定期更新參考信息或數據，這是由後台線程管理的。這些線程需要訪問與事件隊列相關的任務，為此，它們需要與事件隊列進行交互。

3. 處理從隊列中取出的事件。

在程序運行期間，它將使用 EventQueue 來獲取當前發生的所有事件。這些事件將放入隊列以等待處理。事件處理程序從事件隊列中獲取事件並執行相應的操作。

示例代碼：

import java.awt.EventQueue;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JButton;
import java.awt.event.ActionListener;
public class ExampleButton extends JFrame {
    public ExampleButton() {
        initUI();
    }
    private void initUI() {
        setTitle("Button Example");
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        setSize(300, 200);
        setLocationRelativeTo(null);
        JButton btn = new JButton("Click me");
        btn.addActionListener((ActionListener) -> {
            System.out.println("Button clicked");
        });
        add(btn);
    }
    public static void main(String[] args) {
       EventQueue.invokeLater(() -> {
            ExampleButton ex = new ExampleButton();
            ex.setVisible(true);
        });
    }
}

三、EventQueue 的使用

1. EventQueue 的基本使用方法

首先我們需要使用 invokeLater() 方法將事件放入事件隊列中，旨在確保此任務在事件分派線程上調用。如果您的程序不使用 invokeLater() 方法，可能會出現線程安全問題。比如我們使用swing組件中有線程安全問題的JOptionPane，不會阻塞我們程序的運行，但是可能會出現奇怪的問題，比如彈窗不會顯示，或者程序異常退出等。具體來說，使用 invokeLater() 方法有以下優點：

• 它在正確的線程上執行操作。
• 它確保所有任務的序列化執行。
• 它消除了線程不同步的可能性。
• 它確保了事件隊列的多線程同步執行。

示例代碼：

import java.awt.EventQueue;
import javax.swing.JFrame;
public class ExampleInvokeLater extends JFrame {
    public ExampleInvokeLater() {
        initUI();
    }
    private void initUI() {
        setTitle("InvokeLater Example");
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        setSize(300, 200);
        setLocationRelativeTo(null);
    }
    public static void main(String[] args) {
        EventQueue.invokeLater(() -> {
            ExampleInvokeLater ex = new ExampleInvokeLater();
            ex.setVisible(true);
        });
    }
}

2. EventQueue 判斷當前線程是否在事件分派線程中

許多 Java 應用程序使用多線程，這意味着絕大多數情況下，您需要在非事件線程中進行某些操作。此時，您需要判斷當前線程是否在事件分派線程中，如果不是，則您需要使用 invokeLater() 方法來確保任務在事件分派線程上調用。判斷當前線程是否在事件分派線程中的方法是：使用 EventQueue 的 isDispatchThread() 方法。

示例代碼：

import java.awt.EventQueue;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JButton;
import java.awt.event.ActionListener;
import javax.swing.JOptionPane;
public class ExampleIsDispatchThread extends JFrame {
    public ExampleIsDispatchThread() {
        initUI();
    }
    private void initUI() {
        setTitle("IsDispatchThread Example");
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        setSize(300, 200);
        setLocationRelativeTo(null);
        JButton btn = new JButton("Click me");
        btn.addActionListener((ActionListener) -> {
            if (EventQueue.isDispatchThread()) {
                JOptionPane.showMessageDialog(null, "Current thread is in Event Dispatch Thread");
            } else {
                JOptionPane.showMessageDialog(null, "Current thread is NOT in Event Dispatch Thread");
            }
        });
        add(btn);
    }
    public static void main(String[] args) {
      EventQueue.invokeLater(() -> {
            ExampleIsDispatchThread ex = new ExampleIsDispatchThread();
            ex.setVisible(true);
        });
    }
}

3. 如何自定義一個EventQueue

在 EventQueue 中可以自定義一個新的隊列，一般情況下，我們不需要自定義隊列，因為 Java 語言提供了一個默認的 EventQueue，但是在特定情況下，我們需要自定義一個隊列。例如，在一個多線程GUI應用中，如果您想要優化事件分派線程的性能，可以選擇自定義事件隊列。

我們可以通過繼承 java.awt.EventQueue 類並覆蓋其中的幾種方法來實現自己的 EventQueue，其中包括：

• dispatchEvent()
• postEvent()
• nextEvent()
• peekEvent()
• getMostRecentEventTime()
• setCurrentEventAndMostRecentTime()

示例代碼：

import java.awt.EventQueue;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JFrame;
public class ExampleCustomEventQueue extends EventQueue {
    @Override
    protected void dispatchEvent(AWTEvent event) {
        super.dispatchEvent(event);
        if (event instanceof ActionEvent) {
            ActionListener[] listeners = ((JButton)event.getSource()).getActionListeners();
            for (ActionListener listener : listeners) {
                listener.actionPerformed((ActionEvent)event);
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        EventQueue eventQueue = new ExampleCustomEventQueue();
        Toolkit.getDefaultToolkit().getSystemEventQueue().push(eventQueue);
        JFrame frame = new JFrame();
        frame.add(new JButton("Click me")).addActionListener(new ActionListener() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                System.out.println("Button clicked");
            }
        });
        frame.pack();
        frame.setVisible(true);
    }
}

結論

EventQueue 是 Java 語言中事件處理機制的核心類，它用於處理 GUI 事件，如鍵盤和鼠標事件等。它採用了事件監聽器模型來處理所有事件。在多線程 GUI 應用程序中，事件處理機制非常重要。通過使用 EventQueue，您可以訪問和處理事件隊列中的所有事件，確保正確和及時的處理所有 GUI 事件。