Swing, RAP(RCP), Android 程序开发中，GUI刷新实现方式对比

今天我们说一说基于Java语言的几种GUI程序开发中，GUI刷新实现方式的对比。

Swing，RAP（RCP也是一样），Android其界面刷新的原理都是一样的：界面刷新只有一个线程，我们称其为UIThread，所有刷新界面的操作（如更新进度条上的进度）都必须通过这个线程来操作，否则若通过外部线程直接操作的话，会导致数据不一致。
由于整个界面都由UITread负责更新，因此，UIThread只能用来执行更新界面的操作，其他的耗时的操作是不允许的，如连接网络服务器。否则就会出现界面无响应的现象。

我曾经想过为什么不能允许多个线程去刷新界面？
我想（这个是我个人想法欢迎拍砖），有两点原因：
1）界面的行为本身是单线程的，用户只能一次做一个操作：用户不可以一次在两个输入框里面输入文字。
2）由于第一点，因此多线程刷新界面带来不了任何好处，且这么做会代码与界面相关的操作都需要同步（synchronized）或使用队列，者会使系统变的更复杂，除此之外没有任何好处。

（当然，MFC界面开发与这个原理不一样）。

• 我们先说Swing。

Swing曾经是垄断了Java语言的界面开发，当时几乎所有的跨平台的界面程序都使用Swing开发（典型的有Oracle客户度，DB2客户端等）。当然现在他被RCP（称为SWT更精确）取代了，但是我们还是有必要了解。
Swing开发者都知道Swing中的UIThread被称为事件派发线程。一个GUI Client只有一个UIThread，由于Swing是C/S结构的，因此会简单一些。

我们要在Swing中更新界面，必须将更新界面的操作放到事件派发线程中：

SwingUtilities.invokeLater(runnable);
SwingUtilities.invokeAndWait(runnable);

if(SwingUtilities.isEventDispatchThread())
{
//just do it
}
else
{
//SwingUtilities.invokeLater(runnable);
}

invokeLater是不阻塞当前界面线程，放到事件派发线程的队列中去执行。实际上这个执行的延迟不会超过5秒，除非有用户交互的界面在等待用户反馈（如弹出框等待用户确认），否则界面自身就有问题了。
invokeAndWait是等待界面线程执行，然后当前线程才返回。
他们都需要接受一个Runnable对象的参数。
我们还可以精细化处理，判断当前线程是否是事件派发线程，是就直接执行。

在Swing界面中，如果点击某个按钮或菜单后，后台的响应需要耗时较长（如通过网络查询数据回来），则你需要使用后台线程来执行，并将事件派发线程suspend，并将界面置为忙等（鼠标漏斗形状）状态，等响应回来后，使用SwingUtilities.invokeLater方法将数据刷新到界面上。

关于Swing多线程及界面刷新，可以参考 Threads and Swing

• 再说说RAP

RAP是基于RCP的基础API，加上了一套Java代码转换为javascript代码的机制而形成的。准确说不是代码之间的转换，是RAP框架中定义了一套Widget，这套Widget的定义和行为可以用Java代码来开发（开发方法与RCP程序一模一样），然后RAP框架在运行时会将RCP的Widget转换为javascript的，然后在Web上运行。详细可以参考官方网站。

RAP中刷新界面，与Swing是类似的，也是一个Client只有一个UITrhead，RAP中就是称呼为：UITrehad。
我们开发这写RAP代码刷新界面的时候，实际上是很简单的：

Display display = getDisplay();
display.syncExec(runnable);
display.asyncExec(runnable);

每个client有唯一一个Display对象，display.syncExec(runnable)是立即刷新界面，display.asyncExec(runnable)是将刷新事件放到UIThread的队列中排队刷新。分别对应SwingUtilities.invokeAndWait(runnable)和SwingUtilities.invokeLater(runnable)方法。

但是，作为开发者还是要了解其中的差异，否则开发的代码有bug了自己都定位不出来。

RAP是Web程序，本质上是javascript的。但是，与一般的Web程序还不一样，RAP的绘制界面的机制是：

1）RAP使用了Qooxdoo作为JS框架；
2）在应用程序加在的时候，会将Qooxdoo和RAP这两部分框架代码加在到浏览器；
3）浏览器中的RAP框架请求sever绘制应用界面（如View，Tree等）；
4）server根据client发送过来的请求，返回对应的绘制界面的JS代码给client；－－这里是UIThread处理的。
5）client执行server发送过来的代码，绘制界面。
6）后续新打开的界面，都是通过client请求server，server发送JS代码到浏览器执行生成界面。

这里我们发现UIThread是处理client响应生成JS代码的，但是我们要知道，这个是RAP框架做的事情。
对于我们使用RAP作为框架来开发的开发者，实际上执行到的就是构造我们的Composite或刷新界面的方法。
为了更进一步的阐述，我们看下面的图：

图片中地下方框S字母是一个RAP Server，通常运行在OSGi中。大的S方框中的每个小I方框是一个client实例（里面就包含一个UIThread），长方形的C方框是所有client共享的数据（如SessionStore等）。上面圆圈是client。
这个结构我们可以看到与Swing是完全不一样的，RAP在Server端有多实例，多个UITrhead，还有共享的数据，比Swing要复杂很多。

因此，我们可以想的到，UIThread s 与共享数据之间，必定存在比较复杂的锁同步机制。
所以，我们在使用RAP开发的时候要特别注意，我们放到UIThread中执行的代码，要尽量少加锁，一定要加锁的话要小范围，并明确不会与RAP自身的锁造成死锁。否则很容易出现界面死锁的问题。

从RAP 的bug库上来看，UIThread死锁的问题是最难解决的。

• 最后说说Android

从RAP复杂的同步锁里面出来后，你会觉得Android简单很多。
从结构上来说，Android与Swing是一致的，C/S结构。

Android的UIThread更新方法是：

Activity.runOnUiThread(Runnable)

这个方法也是一样，不允许做耗时的操作，否则界面会无响应。

若一定要做耗时的操作，如点登录按钮，要连接到后台登录。那么推荐的方法是AsyncTask（当然你也可以自己些后台线程，但就走弯路了）。
我们从一个例子来阐述AsyncTask的基本用法。

//我们继承了AsyncTask，AsyncTask的模板参数定义的有点别扭。
//第一个参数表示doInBackground函数的输入参数类型，这里是UserLoginReqJSON
//第二个参数表示进度
//第三个参数表示doInBackground返回值类型，且onPostExecute的输入参数
private class LoginTask extends AsyncTask{

//这个函数是执行耗时的后台操作，这里是登录后台
@Override
protected HandlerResultJSONHolder doInBackground(UserLoginReqJSON... arg0) {
//user the LoginProc object to perform the login action
HandlerResultJSONHolder resp_holder = new HandlerResultJSONHolder();
LoginProc login_proc = UserJSONInvoker.getLoginProc(arg0[1], resp_holder);
login_proc.run();
return resp_holder;
}

//这个函数是刷新界面，不能做耗时的操作
@Override
protected void onPostExecute(HandlerResultJSONHolder resp_holder){
if (resp_holder.getHandlerResultJSON().getErrorCode() == 0){
Intent i = new Intent(getApplicationContext(), MainActivity.class);
LoginActivity.this.startActivity(i);
}else{

}
}

}

更多的关于Android多线程用法，请参考Processes and Threads

最后汇总比对，Swing和Android结构上相对RAP来说要简单，开发框架上Android更易用，毕竟Android是后出来的，符合编程的进化规则。RAP在结构上相对复杂，不容易把握，要些处稳定的程序，需要了解其原理，不要被其开发框架骗了。

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