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本章提供了JavaFX体系结构和生态系统的高级描述。
图2-1说明了JavaFX平台的架构组件。图中的部分描述了每个组件以及这些部件如何互连。JavaFX公共API下面是运行JavaFX代码的引擎。它由包含JavaFX高性能图形引擎的子组件组成#xff0c;称为Prism; …翻译自 JavaFX体系结构
本章提供了JavaFX体系结构和生态系统的高级描述。
图2-1说明了JavaFX平台的架构组件。图中的部分描述了每个组件以及这些部件如何互连。JavaFX公共API下面是运行JavaFX代码的引擎。它由包含JavaFX高性能图形引擎的子组件组成称为Prism; 一个小而有效的窗口系统称为玻璃; 媒体引擎和Web引擎。虽然这些组件未公开公开但它们的描述可以帮助您更好地了解运行JavaFX应用程序的内容。 场景图 JavaFX功能的Java公共API 图形系统 玻璃窗口工具包 媒体和图像 Web组件 CSS UI控件 布局 二维和三维转换 视觉效果 图2-1 JavaFX架构图 1、场景图
JavaFX场景图如图2-1中顶层的一部分所示是构建JavaFX应用程序的起点。它是一个分层的节点树代表应用程序用户界面的所有可视元素。它可以处理输入并可以呈现。
场景图中的单个元素称为节点。每个节点都有ID样式类和边界卷。除场景图的根节点外场景图中的每个节点都有一个父节点和零个或多个子节点。它还可以具有以下内容 效果如模糊和阴影 不透明度 变换 事件处理程序如鼠标键和输入法 特定于应用程序的状态
与Swing和Abstract Window ToolkitAWT不同JavaFX场景图除了包含控件布局容器图像和媒体外还包括图形基元如矩形和文本。
对于大多数用途场景图简化了UI的使用尤其是在使用丰富的UI时。可以使用javafx.animation API快速完成场景图中各种图形的动画制作并且声明性方法如XML doc也可以很好地工作。
该javafx.sceneAPI允许创建和几种类型的内容如规范 节点形状2-D和3-D图像媒体嵌入式Web浏览器文本UI控件图表组和容器 状态变换节点的定位和方向视觉效果和内容的其他视觉状态 效果用于更改场景图节点外观的简单对象例如模糊阴影和颜色调整
有关更多信息请参阅使用JavaFX场景图文档。 2、JavaFX功能的Java公共API
图2-1中所示的JavaFX体系结构的顶层提供了一整套支持富客户端应用程序开发的Java公共API。这些API为构建富客户端应用程序提供了无与伦比的自由度和灵活性。JavaFX平台将Java平台的最佳功能与全面的沉浸式媒体功能结合到一个直观全面的一站式开发环境中。这些Java API for JavaFX功能 允许使用强大的Java功能例如泛型注释多线程和Lamda Expressions在Java SE 8中引入。 使Web开发人员可以更轻松地使用其他基于JVM的动态语言如Groovy和JavaScript中的JavaFX。 允许Java开发人员使用其他系统语言如Groovy来编写大型或复杂的JavaFX应用程序。 允许使用绑定包括支持高性能延迟绑定绑定表达式绑定序列表达式和部分绑定重新评估。替代语言如Groovy可以使用此绑定库来引入类似于JavaFX Script的绑定语法。 扩展Java集合库以包括可观察列表和映射这允许应用程序将用户界面连接到数据模型观察这些数据模型中的更改并相应地更新相应的UI控件。
JavaFX API和编程模型是JavaFX 1.x产品系列的延续。大多数JavaFX API已直接移植到Java。根据从JavaFX 1.x版本的用户收到的反馈一些API例如布局和媒体以及许多其他细节已得到改进和简化。JavaFX更多地依赖于Web标准例如用于样式控件的CSS和用于可访问性规范的ARIA。还在审查其他网络标准的使用。 3、图形系统
JavaFX图形系统如图2-1中的蓝色所示是JavaFX场景图层下的实现细节。它支持2-D和3-D场景图。当系统上的图形硬件不足以支持硬件加速渲染时它提供软件渲染。
JavaFX平台上实现了两个图形加速管道 棱镜过程渲染工作。它可以在硬件和软件渲染器上运行包括3-D。它负责JavaFX场景的光栅化和渲染。根据使用的设备可能有以下多个渲染路径 Windows XP和Windows Vista上的DirectX 9 Windows 7上的DirectX 11 MacLinuxEmbedded上的OpenGL 无法进行硬件加速时的软件渲染 尽可能使用完全硬件加速路径但是当它不可用时使用软件渲染路径因为软件渲染路径已经分布在所有Java运行时环境JRE中。这在处理3-D场景时尤为重要。但是使用硬件渲染路径时性能会更好。 Quantum Toolkit将Prism和Glass Windowing Toolkit结合在一起并将它们提供给堆栈中位于它们之上的JavaFX层。它还管理与呈现和事件处理相关的线程规则。 4、玻璃窗口工具包
Glass Windowing Toolkit如图2-1中间部分以米色显示是JavaFX图形堆栈中的最低级别。其主要职责是提供本地操作服务例如管理窗口计时器和曲面。它充当依赖于平台的层将JavaFX平台连接到本机操作系统。
Glass工具包还负责管理事件队列。与管理自己的事件队列的Abstract Window ToolkitAWT不同Glass工具包使用本机操作系统的事件队列功能来调度线程使用情况。与AWT不同Glass工具包在与JavaFX应用程序相同的线程上运行。在AWT中AWT的原生一半在一个线程上运行Java级别在另一个线程上运行。这引入了许多问题其中许多问题都是通过使用单一JavaFX应用程序线程方法在JavaFX中解决的。 主题
系统在任何给定时间运行以下两个或多个线程。 JavaFX应用程序线程这是JavaFX应用程序开发人员使用的主要线程。必须从该线程访问任何“实时”场景该场景是窗口的一部分。可以在后台线程中创建和操作场景图但是当其根节点附加到场景中的任何活动对象时必须从JavaFX应用程序线程访问该场景图。这使开发人员能够在后台线程上创建复杂的场景图同时保持“实时”场景的动画流畅快速。JavaFX应用程序线程是与Swing和AWT事件调度线程EDT不同的线程因此在将JavaFX代码嵌入Swing应用程序时必须小心。 Prism渲染线程此线程与事件调度程序分开处理渲染。它允许在处理帧N 1时渲染帧N. 这种执行并发处理的能力是一个很大的优势特别是在具有多个处理器的现代系统上。Prism渲染线程也可能有多个光栅化线程有助于卸载需要在渲染中完成的工作。 媒体线程此线程在后台运行并使用JavaFX应用程序线程通过场景图同步最新帧。 脉冲
脉冲是向JavaFX场景图指示是时候将场景图上的元素的状态与Prism同步的事件。脉冲以每秒60帧fps的速度进行限制并在场景图上运行动画时触发。即使动画未运行当场景图中的某些内容发生变化时也会调度脉冲。例如如果改变按钮的位置则调度脉冲。
触发脉冲时场景图上元素的状态将向下同步到渲染层。脉冲使应用程序开发人员能够以异步方式处理事件。这一重要功能允许系统批量处理脉冲上的事件。
布局和CSS也与脉冲事件有关。场景图中的大量更改可能导致多个布局或CSS更新这可能会严重降低性能。系统每个脉冲自动执行一次CSS和布局传递以避免性能下降。应用程序开发人员还可以根据需要手动触发布局过程以便在脉冲之前进行测量。
Glass Windowing Toolkit负责执行脉冲事件。它使用高分辨率本机定时器来执行。 5、媒体和图像
JavaFX媒体功能可通过javafx.scene.mediaAPI获得。JavaFX支持视觉和音频媒体。支持MP3AIFF和WAV音频文件和FLV视频文件。JavaFX媒体功能作为三个单独的组件提供Media对象表示媒体文件MediaPlayer播放媒体文件MediaView是显示媒体的节点。
Media Engine组件如图2-1中的绿色所示在设计时考虑了性能和稳定性并提供跨平台的一致行为。有关更多信息请阅读将媒体资产合并到JavaFX应用程序文档中。 6、Web组件
Web组件是基于Webkit的JavaFX UI控件通过其API提供Web查看器和完整浏览功能。此Web Engine组件如图2-1中的橙色所示基于WebKitWebKit是一个支持HTML5CSSJavaScriptDOM和SVG的开源Web浏览器引擎。它使开发人员能够在其Java应用程序中实现以下功能 从本地或远程URL呈现HTML内容 支持历史记录并提供后退和前进导航 重新加载内容 将效果应用于Web组件 编辑HTML内容 执行JavaScript命令 处理事件
此嵌入式浏览器组件由以下类组成 WebEngine 提供基本的网页浏览功能。 WebView封装WebEngine对象将HTML内容合并到应用程序的场景中并提供应用效果和转换的字段和方法。它是一个Node类的扩展。
此外可以通过JavaScript控制Java调用反之亦然以允许开发人员充分利用这两种环境。有关JavaFX嵌入式浏览器的更详细概述请参阅向HTMLFX应用程序添加HTML内容文档。 7、CSS
JavaFX级联样式表CSS提供了将自定义样式应用于JavaFX应用程序的用户界面而无需更改任何应用程序源代码的功能。CSS可以应用于JavaFX场景图中的任何节点并以异步方式应用于节点。JavaFX CSS样式也可以在运行时轻松分配给场景从而允许应用程序的外观动态更改。
图2-2演示了将两种不同的CSS样式应用于同一组UI控件。 图2-2 CSS样式表示例 JavaFX CSS基于W3C CSS 2.1版规范并在版本3的当前工作中添加了一些内容.JavaFX CSS支持和扩展旨在允许任何兼容的CSS解析器干净地解析JavaFX CSS样式表即使是不支持JavaFX扩展。这样就可以将JavaFX的CSS样式和其他用途例如HTML页面混合到一个样式表中。所有JavaFX属性名称都以供应商扩展名“ -fx-” 为前缀包括那些似乎与标准HTML CSS兼容的属性因为某些JavaFX值的语义略有不同。
有关JavaFX CSS的更多详细信息请参阅使用CSS获取JavaFX应用程序文档。 8、UI控件
通过JavaFX API提供的JavaFX UI控件是通过使用场景图中的节点构建的。他们可以充分利用JavaFX平台的视觉丰富功能并可跨不同平台移植。JavaFX CSS允许UI控件的主题和外观。
图2-3显示了当前支持的一些UI控件。这些控件位于javafx.scene.control包中。 图2-3 JavaFX UI控件示例 有关所有可用JavaFX UI控件的更多详细信息请参阅使用JavaFX UI控件和该程序包的API文档javafx.scene.control。 9、布局
布局容器或窗格可用于允许JavaFX应用程序的场景图内的UI控件的灵活和动态布置。JavaFX Layout API包括以下容器类可自动执行常见的布局模型 本BorderPane类勾画出其内容节点上下左右或中心区域。 该HBox级水平排列其内容节点在单行。 所述VBox类垂直排列其内容节点在单个列中。 该StackPane班将它的内容节点在后到前的单堆。 本GridPane类允许开发人员创建的行和列的灵活的网格中奠定了内容节点。 所述FlowPane类安排其内容节点在水平或垂直的“流”缠绕在指定的宽度对于水平或高度对于垂直的边界。 该TilePane班将它的内容节点大小均匀的布局单元格或瓷砖 在AnchorPane类允许开发人员创建锚节点的顶部底部左侧或中心的布局。
为了实现所需的布局结构可以将不同的容器嵌套在JavaFX应用程序中。
要了解有关如何使用布局的更多信息请参阅JavaFX中的使用布局文章。有关JavaFX布局API的更多信息请参阅该javafx.scene.layout软件包的API文档。 10、二维和三维转换
可以使用以下javafx.scene.tranform类在xy坐标中转换JavaFX场景图中的每个节点 translate - 沿xyz平面相对于其初始位置将节点从一个位置移动到另一个位置。 scale - 根据缩放因子调整节点的大小使其在xyz平面中显得更大或更小。 shear - 旋转一个轴使x轴和y轴不再垂直。节点的坐标移动指定的乘数。 rotate - 围绕场景的指定轴点旋转节点。 affine - 执行从2-D / 3-D坐标到其他2-D / 3-D坐标的线性映射同时保留线的“直线”和“平行”属性。此类应用使用TranslateScaleRotate或Shear变换而不是直接使用的类。
要了解有关使用转换的更多信息请参阅JavaFX文档中的应用转换。有关javafx.scene.transformAPI类的更多信息请参阅API文档。 11、视觉效果
JavaFX场景图中富客户端接口的开发涉及使用Visual Effects或Effects来实时增强JavaFX应用程序的外观。JavaFX效果主要是基于图像像素的因此它们采用场景图中的节点集将其渲染为图像并将指定的效果应用于它。
JavaFX中可用的一些视觉效果包括使用以下类 Drop Shadow - 在应用效果的内容后面呈现给定内容的阴影。 Reflection - 在实际内容下方呈现内容的反映版本。 Lighting - 模拟照射在给定内容上的光源并使平面物体具有更逼真的三维外观。
有关如何使用某些可用视觉效果的示例请参阅“ 创建视觉效果”文档。有关所有可用视觉效果类的更多信息请参阅该包的API文档javafx.scene.effect。
