Java Applet動畫設計

Applet是在浏覽器中運行的小程序，Java也是從Applet開始風靡世界的。通過編寫這個Applet，我們可以學習到如下知識：

1. Applet及JApplet中的主要接口

2. 圖像的裝載及MediaTracker的使用

3. 線程的使用及多個線程直接的通訊

4. Thread.join()方法的使用

5. volatile關鍵字的使用

首先看看運行效果：點擊運行

動畫的主要部分是一個Applet，從codebase中讀取一組圖片文件，然後每隔1秒輪換顯示一張。代碼如下：

import javax.swing.JApplet;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Image;
import java.awt.MediaTracker;
public class Animate extends JApplet
{
　 //圖片數量
　 private static final int NUM_OF_PIC = 4;
　 int count;
　 Image pics[];
　 TimerThread timer;
　 public void init()
　 {
　　 count = 1;
　　 pics = new Image[NUM_OF_PIC];
　　 MediaTracker tracker = new MediaTracker(this);
　　 for(int i = 0; i<NUM_OF_PIC; i++)
　　 {
　　　 //將圖片按照0,1,...,NUM_OF_PIC -1,放置在目錄中，格式為.jpg
　　　 pics[i] = getImage(getCodeBase(), new Integer(i).toString()+".jpg");
　　　 tracker.addImage(pics[i], 0);
　　 }
　　 tracker.checkAll(true);
　 }
　 public void start()
　 {
　　 timer = new TimerThread(this, 1000);
　　 timer.start();
　 }
　 public void stop()
　 {
　　 timer.shouldRun = false;
　　 try
　　 {
　　　 timer.join();
　　　 //等待timer線程退出
　　 }
　　 catch (InterruptedException e){};
　 }
　 public void paint(Graphics g)
　　 {
　　　 g.drawImage(pics[count++], 0, 0, null);
　　　 if(count == NUM_OF_PIC) count = 0;
　　 }
}

動畫的控制由一個專門的線程TimerThread進行處理，

import java.awt.Component;
public class TimerThread extends Thread
{
　 Component comp;
　 int timediff;
　 // shouldRun聲明為volatile
　 volatile　boolean shouldRun;
　 public TimerThread(Component comp, int timediff)
　 {
　　 super("TimerThread(" + timediff + " millseconds");
　　 this.comp = comp;
　　 this.timediff = timediff;
　　 shouldRun = true;
　 }
　 public void run()
　 {
　　 while(shouldRun)
　　 {
　　　 try
　　　 {
　　　　 comp.repaint();
　　　　 sleep(timediff);
　　　 }
　　　 catch (Exception e){}
　　 }
　 }
}

MediaTracker的使用

在Applet中獲取一個圖像文件，可以調用Applet的getImage()方法。但是getImage方法會在調用後馬上返回，如果此時馬上使用getImage獲取的Image對象，而這時Image對象並沒有真正裝載或者裝載完成。所以，我們在使用圖像文件時，使用java.awt包中的MediaTracker跟蹤一個Image對象的裝載，可以保證所有圖片都加載完畢。使用MediaTracker需要如下三個步驟：

1、實例化一個MediaTracker，注意要將顯示圖片的Component對象作為參數傳入。

MediaTracker tracker = new MediaTracker(this);

2、將要裝載的Image對象加入MediaTracker

pics[i] = getImage(getCodeBase(),
new Integer(i).toString()+".jpg");
tracker.addImage(pics[i], 0);

3、調用MediaTracker的checkAll()方法，等待裝載過程的結束。

tracker.checkAll(true);

Thread.join()的使用

我們在Animate的stop方法中調用timer的join()方法，將timer線程連接（join）到當前線程，當前線程會一致會等待timer線程運行結束後，timer.join()方法才會返回。如果當前線程在等待timer返回的過程中，被其它線程中斷了，那麼當前線程會拋出InterruptedException。如果不使用Thread的join方法，那麼只能通過輪詢timer線程的狀態進行判斷了：

while (timer.isAlive())
{
　 try
　 {
　　 Thread.sleep(50);
　 }
　 catch (InterruptedException e) {}
}

顯然這種辦法和使用join方法相比，會浪費cpu資源，同時也會浪費一些等待時間，因為當前線程每隔一段時間去查詢timer線程是否還存活，可能在timer線程已經結束了，但是當前線程還是要等待一段時間才能去監測它。

關於volatile

我們知道，在Java中設置變量值的操作，除了long和double類型的變量外都是原子操作，也就是說，對於變量值的簡單讀寫操作沒有必要進行同步。這在JVM 1.2之前，Java的內存模型實現總是從主存讀取變量，是不需要進行特別的注意的。而隨著JVM的成熟和優化，現在在多線程環境下volatile關鍵字的使用變得非常重要。在當前的Java內存模型下，線程可以把變量保存在本地內存（比如機器的寄存器）中，而不是直接在主存中進行讀寫。這就可能造成一個線程在主存中修改了一個變量的值，而另外一個線程還繼續使用它在寄存器中的變量值的拷貝，造成數據的不一致。要解決這個問題，只需要像在本程序中的這樣，把該變量聲明為volatile（不穩定的）即可，這就指示JVM，這個變量是不穩定的，每次使用它都到主存中進行讀取。一般說來，多任務環境下各任務間共享的標志都應該加volatile修飾。