Java圖形介面基礎案例-飛行的小球
前面幾次一直都在講靜物，做了烏龜，做了星星，有想法的coder們就在想怎麼樣才能讓這些東西動起來呢，這也就是推動技術發展的動力，好在這次總算是給大家帶來了能讓物體動起來的技術，我們現在先不已前面的烏龜和星星為案例繼續講如何寫運動的物體，還是先從最簡單的物體開始，反正原理都一樣，掌握了這個做其他的也會動，這次用一個小球作為案例的切入口
飛行的小球
好了，按照上一次講的做法，首先我們要列出一個步驟出來，看了標題就知道現在要做一個可以飛行的小球。好的，讓我們來大概寫一下步驟：
1.先做一個窗體
2.然後就是要畫一個小球
3.最後一步就是要實現讓小球落下來
按照步驟先畫出一個圓，這個程式碼已經寫了這麼多次，應該很熟熟練了，我就不詳細說了，直接上程式碼了
import java.awt.*;
public class MyBall {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
Frame w = new Frame();
w.setSize(300, 400);
MyOval mp = new MyOval();
w.add(mp);
w.show();
}
}
class MyOval extends Panel 出現如圖所示的這樣一個黑的實心圓
下一步，我們來看看如何實現動畫，想想看怎麼可以看到運動的小球。我們假設小球是從上往下運動，這也符合物理原理，一個小球自由落體的掉下來，那麼我們試想一下，小球的運動軌跡就是一條垂直於你的窗體下邊界的一條直線，我說過窗體裡其實有一個笛卡爾座標系，所有的點都有對應的座標，既然運動軌跡是一條垂直於窗體下邊界的直線，也就意味著改變的就是Y軸的資料，我告訴你螢幕的左上方是座標原點，向下是正方向的Y座標軸，向右是正方向的X座標軸，這樣一來，那小球下落的軌跡的點的Y值是不斷增加的，搞清楚了原理，我們在想一個問題，怎麼表示小球是自由落體呢，其實很簡單，及時不斷的重畫小球，這種機械的事情人類不擅長做，直接交給電腦去完成。小球的Y座標不斷的增加，每增加一下，都抹去原有的小球，重畫一個。還記得之前將的迴圈嗎？迴圈可以不斷實現增加，至於重畫怎麼實現，其實也簡單，這次案例的最後我會講述。先跟著我看一下下面這段程式碼
//主函式省略，和第一段程式碼的主函式一樣
class MyOval extends Panel{
public void paint(Graphics g){
int x=30,y=30;
while(true){
g.fillOval(x, y, 20, 20);
y++;
}
}
}現在拉分析一下，這裡展現的是paint方法裡的程式碼，我們現實看見了int x=30,int y=30(也可寫成int x=30,y=30其實是一個意思，只是博主偷懶)這兩句話是用來宣告變數的，又來了一個新詞，到底什麼是變數？變數從字面上理解就是能變化的量，上一段程式碼把小球的座標給寫死了30，30，不能變就沒有辦法動，現在換成了可以改變的x和y。問題是在Java裡，x和y需要事先宣告，說未來我需要一個可以變化的量，叫做x，以後我要在x裡放整數，所以之前加上int，這是必須的，規定好的語法格式，這裡我事先給x一個初值30。
下面是while是迴圈，之前我們看到的是一個叫for的迴圈，如果通常知道需要迴圈多少次，就用for，若是不知道要迴圈多少次，就用while。奇怪了，怎麼就不知道要迴圈多少次呢？舉個例子，老師體罰你去操場跑10圈，這個是知道迴圈次數的，所以就用for迴圈迴圈10次。若老師就讓你一直跑著，你知道你能跑幾圈嗎？所以這個時候就要用while迴圈了，裡面的true是什麼意思呢？就是說你如果還有力氣那隻能一直跑下去。Java裡能用true表示，想法不能就用相反對應的詞false來表示。true和false都是基本資料型別boolean的值，這個型別也就這兩個值，通過boolean值來判斷迴圈是否退出。
這裡的while其實比較特別，一直都是true，也就是說，這個迴圈永遠不會停，除非程式不運行了，我們通常把這樣的迴圈叫做死迴圈，這裡是希望動畫一直繼續下去，大多數情況下是要避免死迴圈的。
在看迴圈裡有一個y++;就是讓y這個變數加1的意思，實際上y++就是y=y+1的意思
使用執行緒
這段程式碼加上主函式我們來執行一下看看結果是什麼？
我們看到了一條向下的黑線，這是因為雖然能夠不斷的在新的位置畫圓，但是過去畫的圓並沒有消失啊，這不符合我們的要求啊，有些聰明的人到這兒而去找到了擦除的辦法，也做出來動畫，但是一直有一個問題得不到很好的解決——小球飛行的時候使用者什麼操作都做不了，程式完全被迴圈佔用，要是隔一會兒讓y++一下，才能解決問題，目前最好的辦法是執行緒
什麼執行緒？又來了一個概念，我去翻了一下教科書，書上這麼寫：“執行緒是通過利用CPU的輪轉，讓程式中不同的程式碼同時執行的機制。”唉，反正這就是教科書，就整一些讓人蒙圈的定義。那我就竟讓說的通俗一些讓大家都可以理解。還是要舉一個例子，這個例子是我老師和我說的
大家都知道在城市裡生活人與人之間都比較冷漠，你也常常不知道對門或者隔壁住的是誰，但是有孩子的就不同了，因為你每天都要帶著孩子到樓下玩，這樣就能遇到很多帶孩子的人，孩子在一旁玩，大人無聊起來就會聊天，一來二去聊熟了。假設有一天天不好，於是我提議大家到我家來玩玩，結果來了4個孩子還有他們的家長，這麼多人在一起我得找點兒事兒做，大家提議打麻將 ，可是無奈我不會啊，於是我被分配到看孩子，這樣假設我面前有5個哇哇哭的孩子，我的任務是哄他們不讓他們哭，我試了很多吃的和玩具，只有這個玩具放到孩子手裡他們都不哭了，下一步我就要找5個這樣的玩具，但是問題是我只有一個啊，咋辦？於是我想到了一個辦法打，將玩具給一個寶寶，不哭了之後搶下來，假設寶寶不會立刻哭，然後再給下一個寶寶，這個寶寶不哭之後再搶下來再 給下一個，就這樣不斷的重複著，如果技術高超這樣用一個玩具就能讓5個寶寶都不哭。對照一下定義，玩具是我們的CPU，我們沒有5個COU只有一個，但是我們5個程式都要同時執行，怎麼辦？只裡面叫做輪轉，就是這個CPU輪著給每個CPU用，如果每個程式輪到10毫秒，從巨集觀上看好像每個程式都在執行，其實微觀上來看，每個時刻都只有一個程式在執行。問題是，到目前為止的描述叫做程序，是不同的程式，又是我們希望一個程式裡有兩段並列的程式碼同時執行，也使用類似的機制，不同的是這是一個程式。早看一遍：“執行緒是利用CPU的輪轉，讓程式中不同的程式碼同時執行機制。”其實同時執行是假的，只是人這麼認為。
好了，瞭解了執行緒的道理，我們看Java是怎麼寫執行緒的。在這個階段，我們不深究執行緒的細節，可以使用就好了，我們在MyOval的類裡面加上一個run方法:
class MyOval extends Panel{
public void paint(Graphics g){
g.fillOval(30,30,20,20);
}
public void run(){
}
}這個run就是一個新來的寶寶，CPU在核實的情況下會輪到run那裡，要說這個run也是程式的入口。問題是你寫個run在MyOval這個類裡面，作業系統也不知道啊，你問我為什麼當時paint系統就知道，這是因為Panel裡面就有這個機制，你一繼承Panel，就相當於告訴作業系統，我有重畫機制了，而執行緒不僅僅應用在Panel這個類上，幾乎什麼類都可以包含run，所以需要更新機制，我們在類的後面加上implements Runnable，叫做實現Runnable介面。介面又是一個複雜的概念，這次先記住怎麼寫吧，這樣寫是為了讓系統知道里面有一個run，後續的部落格更新我也會來詳細的介紹介面這個概念。
class MyOval extends Panel implements Runnable{
public void paint(Graphics g){
g.fillOval(20,20,20,20);
}
public void run(){
}
}到這裡還不行，你還要告訴系統，這裡有一個寶寶也要玩具
import java.awt.*;
public class MyBall {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
Frame w = new Frame();
w.setSize(300, 400);
MyOval mp = new MyOval();
w.add(mp);
Thread t = new Thread(mp);
t.start();
w.show();
}
}增加的
Thread t = new Thread(mp);
t.start();用了一個新的獨享來包裝這個寶寶，就是t，他是Thread的物件，特別是在new這個Thread物件的時候就放進去mp。mp是什麼？它是MyOval物件的引用，再看看MyOval，裡面有一個run，這樣就關聯起來了，經過這個討論這個討厭的執行緒八股文程式碼，我們終於可以開始了讓小球動起來的程式碼了。
問題是我們不能再run裡面畫圖，一個重要的理由是在run方法裡，訪問不到變數g，因為大括弧限定了變數的範圍，意思是你在一個大括弧開始和結束的範圍內宣告變數，就在這個大括弧裡有效，離開這個大括弧就無效了。這麼設計是有道理的，但是現在我們先不管這個道理是什麼，寫的程式碼多了，就自然而然的會發現這樣設計的好處。現在我們的思路是，把小球的座標改成變數，宣告在paint方法的外面，或者說是MyOval類中，這樣變數就定義成了MyOval類的成員，變數處於類的大括弧中，在整個類的作用域中有效，那麼paint方法和run方法都能使用座標變數，我們在paint方法中取座標值，在run方法裡改變座標變數。
注意下面程式碼的順序發生了變化，因為MyOval越來越長
import java.awt.*;
public class MyBall {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
Frame w = new Frame();
w.setSize(300, 400);
MyOval mp = new MyOval();
w.add(mp);
Thread t = new Thread(mp);
t.start();
w.show();
}
}
class MyOval extends Panel implements Runnable{
int x=30,y=30;
public void paint(Graphics g){
g.fillOval(x, y, 20, 20);
}
public void run(){
y++;
}
}有些程式碼順序實在沒辦法表達了，比如畫圓的時候不能用x和y，因為這個時候還沒有宣告x和y,而且寫到這裡，你還不知道將座標變成可變的，所以這個地方還用30和30，寫完這個再將座標改成變數，另外實現的Runnable這個介面也是後來才加上去的，原則有兩個：一是一直在寫沒有語法錯誤的程式碼：二是符合正常人的邏輯思維。
現在執行一下，看看小球沒有動吧，沒動，為什麼？明明是y++了，哦！原來y座標雖然變了，但是影象沒有重畫。問題是怎麼重畫影象？要知道重畫是系統的事情，你不能在程式中自己呼叫，Java提供了一個repaint方法，發出repaint()的呼叫，這個請求將傳送回系統，系統見到後便會呼叫paint()方法，還是系統重畫，你發出這個請求。下面我只擷取MyOval類的程式碼，前面的程式碼沒有區別。
class MyOval extends Panel implements Runnable{
int x=30;
int y=30;
public void paint(Graphics g){
g.fillOval(x,y,20,20);
}
public void run(){
y++;
repaint();
}
}這下子該有動畫了吧！還沒有？不可能，一定是有動畫了，只是你沒有看出來，小球確實是動了，只不過移動了一個畫素點，肉眼很難識別，然後重畫，執行緒就結束了，要想看到動畫，你得看到動畫，你得讓y座標不斷的向下移動，不斷的重畫，用迴圈。
class MyOval extends Panel implements Runnable{
int x=30,y=30;
public void paint(Graphics g){
g.fillOval(x, y, 20, 20);
}
public void run(){
while(true){
y++;
repaint();
}
}
}
這下看一下結果，是不是連小球都沒了，因為小球目前正飛往地球的另一面，電腦太快了，y座標很快就比視窗的高度還大，我們的y座標超出視窗邊緣的時候，將他拉回視窗的上邊緣。
class MyOval extends Panel implements Runnable{
int x=30,y=30;
public void paint(Graphics g){
g.fillOval(x, y, 20, 20);
}
public void run(){
while(true){
y++;
if(y>400){
y=0;
}
repaint();
}
}
}
今天的講解總算也是讓小球動了起來，還算是沒有百忙下面我還有幾點東西要補充
## 執行緒和程序的區別##
程序是一個獨立執行的程式，比如一個正在執行的記事本和一個正在執行的瀏覽器，這是兩個程序，加入我們啟動了兩次記事本，那麼也得到了兩個程序，程式在執行的時候，系統會在記憶體中分配一塊獨立的空間給這個程式，兩個執行的記事本就有兩塊獨立的空間，兒執行緒是在一個程序中，能夠執行兩段程式碼。
即便你不寫多執行緒的程式，Java程式本身就是多執行緒的，main方法被呼叫的時候多執行緒機制早就已經存在，我們將程式所處的執行緒稱為前臺執行緒。在Java中，為前臺執行緒提供服務的後臺執行緒會伴隨著執行起來，所以後臺執行緒也就稱為“守護執行緒”或“精靈執行緒”，JVM的垃圾回收機制就是由後臺執行緒完成的。當前臺執行緒都死亡後，後臺執行緒會自動死亡。
故事的最後還好是要說拜拜，今天的內容就到這裡了，還是要寫個20遍，就算不明白寫得多了自然就懂了