编写一个动画Applet

核心提示：Applet是在浏览器中运行的小程序，java也是从Applet开始风靡世界的，编写一个动画Applet，通过编写这个Applet，我们可以学习到如下知识：1. Applet及JApplet中的主要接口2. 图像的装载及MediaTracker的使用3. 线程的使用及多个线程直接的通讯4. Thread.join()方

　　Applet是在浏览器中运行的小程序，java也是从Applet开始风靡世界的。通过编写这个Applet，我们可以学习到如下知识：

1. Applet及JApplet中的主要接口
2. 图像的装载及MediaTracker的使用
3. 线程的使用及多个线程直接的通讯
4. Thread.join()方法的使用
5. volatile要害字的使用

首先看看运行效果：点击运行

动画的主要部分是一个Applet，从codebase中读取一组图片文件，然后每隔1秒轮换显示一张。代码如下：
import javax.swing.JApplet;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Image;
import java.awt.MediaTracker;

public class Animate extends JApplet {
//图片数量
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++) {
//将图片按照0,1,...,NUM_OF_PIC -1,放置在目录中，格式为.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线程退出
} catch (InterruptedException e){};
}

public void paint(Graphics g){
g.drawImage(pics[count++], 0, 0, null);
if(count == NUM_OF_PIC) count = 0;
}

}

动画的控制由一个专门的线程TimerThread进行处理，
import java.awt.Component;

public class TimerThread extends Thread {
Component comp;
int timediff;

// shouldRun声明为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中获取一个图像文件，可以调用Applet的getImage()方法。但是getImage方法会在调用后马上返回，假如此时马上使用getImage获取的Image对象，而这时Image对象并没有真正装载或者装载完成。所以，我们在使用图像文件时，使用java.awt包中的MediaTracker跟踪一个Image对象的装载，可以保证所有图片都加载完毕。使用MediaTracker需要如下三个步骤：

1、实例化一个MediaTracker，注重要将显示图片的Component对象作为参数传入。
MediaTracker tracker = new MediaTracker(this);
2、将要装载的Image对象加入MediaTracker
pics[i] = getImage(getCodeBase(),
new Integer(i).toString()+".jpg");
tracker.addImage(pics[i], 0);
3、调用MediaTracker的checkAll()方法，等待装载过程的结束。
tracker.checkAll(true);
Thread.join()的使用
我们在Animate的stop方法中调用timer的join()方法，将timer线程连接（join）到当前线程，当前线程会一致会等待timer线程运行结束后，timer.join()方法才会返回。假如当前线程在等待timer返回的过程中，被其它线程中断了，那么当前线程会抛出InterruptedException。假如不使用Thread的join方法，那么只能通过轮询timer线程的状态进行判定了：
while (timer.isAlive()) {
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {}
}

显然这种办法和使用join方法相比，会浪费cpu资源，同时也会浪费一些等待时间，因为当前线程每隔一段时间去查询timer线程是否还存活，可能在timer线程已经结束了，但是当前线程还是要等待一段时间才能去监测它。
关于volatile
我们知道，在Java中设置变量值的操作，除了long和double类型的变量外都是原子操作，也就是说，对于变量值的简单读写操作没有必要进行同步。这在JVM 1.2之前，Java的内存模型实现总是从主存读取变量，是不需要进行非凡的注重的。而随着JVM的成熟和优化，现在在多线程环境下volatile要害字的使用变得非常重要。在当前的Java内存模型下，线程可以把变量保存在本地内存（比如机器的寄存器）中，而不是直接在主存中进行读写。这就可能造成一个线程在主存中修改了一个变量的值，而另外一个线程还继续使用它在寄存器中的变量值的拷贝，造成数据的不一致。要解决这个问题，只需要像在本程序中的这样，把该变量声明为volatile（不稳定的）即可，这就指示JVM，这个变量是不稳定的，每次使用它都到主存中进行读取。一般说来，多任务环境下各任务间共享的标志都应该加volatile修饰。

参考资料
1、Scott Oaks & Henry Wong，《Java Threads(second edition)》
2、cherami翻译，“破除java神话之三：原子操作都是线程安全的”（ http://www.javaresearch.org/article/showarticle.jsp?column=1&thread=498 ）