JavaのGUIを別スレッドで立ててメインを生かす

GUIをサブの処理で使いたい

GUIをメインの処理と別に立てたい場合の処理です。

例えば、言語処理系を記述していたとして
処理系が処理するスクリプトからフレームを作るように命令されたとき、
処理系はフレームを立てなければなりません。
これはJFrame frame = new JFrame();だけ実行すれば済む話でしょうが、
Frameにボタンをつけたり、描写したりするよう命令されると話は別です。
Canvasクラスをframeに追加したとします。canvasのpaintメソッドをオーバーライドしますが、paintメソッドはコーダが呼び出すのではなく、frame側が必要なとき呼び出すのです。

これは少し厄介です。本当は処理系がframeに描写命令を与えたいところですが、frameがcanvasに描写命令を出すのです。この流れだとcanvasが処理系を呼び出す破目になります。

今は言語処理系に限った話をしましたが、CUIからGUIの操作をしたい場合なども当てはまるでしょう。

GUIをメインスレッドと別スレッドに立てる

Threadを継承したクラスでrunをオーバーライドします。
このrun内でGUIの生成を行います。そして、mainではGUIのクラス類には触らず、
このThreadを継承したクラスをstartして利用します。

データのやり取りはLinkedBlockingQueueを使う

クラスLinkedBlockingQueue
このクラスはtakeするときは要素が来るまでthreadを待たせたり、簡単に排他制御を行えます。
GUIはこのキューを見ることで処理をこなしていきます。

サンプル

以下のプログラムはlineの座標をキューで待たせておいて届いた順で描画しています。

import java.awt.Canvas;
import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

import javax.swing.JFrame;

public class Test {
    public static LinkedBlockingQueue<int[]> drawQueue = null;
    static {
        drawQueue = new LinkedBlockingQueue<int[]>();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread canvasThread = new CanvasThread();
        canvasThread.start();
        Random rand = new Random(System.currentTimeMillis());

        for (int i = 0; i < 120; i++) {
            drawQueue.add(new int[] { rand.nextInt(CanvasThread.WIDTH),
                    rand.nextInt(CanvasThread.HEIGHT),
                    rand.nextInt(CanvasThread.WIDTH),
                    rand.nextInt(CanvasThread.HEIGHT) });
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        drawQueue.add(new int[]{});

    }

}

class CanvasThread extends Thread {
    public static final int HEIGHT = 400;
    public static final int WIDTH = 600;

    @Override
    public void run() {
        JFrame frame = new JFrame("test");
        frame.setSize(WIDTH, HEIGHT);
        frame.setVisible(true);
        frame.add(new Canvas() {
            @Override
            public void paint(Graphics g) {
                System.out.println("print start");
                int[] x = null;
                Random rand = new Random(System.currentTimeMillis());
                try {
                    while ((x = Test2.drawQueue.take()).length == 4) {
                        g.setColor(new Color(rand.nextInt(256), rand
                                .nextInt(256), rand.nextInt(256)));
                        g.drawLine(x[0], x[1], x[2], x[3]);
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("paint end");
            }
        });
    }

}