Java：控制线程速度/更改线程的延迟

Question

我需要一些关于 java 线程的帮助。

我目前正在做一个项目，在运行时编译一个类并调用它的主要方法。该类代表一个区域中的一个人，它作为画布对用户可见。 这个 main 方法调用了一些其他方法。用户在编辑器中键入的方法或超类中的预定义方法。 编辑器内容可能如下所示：

main() {
 System.out.println("test users class main");
 takeAll();
 takeAll();
}

public void takeAll() {
 for (int i = 0; i < 2; i++)
    move();
 takeHoney();
 takeHoney();
 takeHoney();
 for (int i = 0; i < 2; i++)
    move();
}

上面的代码是用户以后在GUI内部的一个编辑器中输入的，当他使用某个按钮时会被编译。他应该学习命令式编程。

方法 main、move 和 takeHoney 定义在一个超类中，而 takeAll 是用户在运行时定义的方法。 我的程序添加类前缀并编译用户类。

用户应该能够通过单击 GUI 中的一些按钮来启动、暂停、恢复和终止主方法。

当我只运行 main 方法时，所有方法都完成得太快了。用户只会看到结果，看不到步骤，并且在运行时无法进行交互。

到目前为止，我创建了一个新的可运行对象并启动了一个线程。

protagonistMainMethodRunnable = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        protagonist.main();
        terminateWasPressed();
    }
};
//.....
Thread thread = new Thread(protagonistMainMethodRunnable);
thread.run();

“主角”是用户类的一个实例，在运行时编译。

我不太擅长线程，也找不到在每次方法调用后创建延迟的想法。

是否有人想在 main 中的每个方法调用之后甚至在每个方法调用之后创建延迟？

编辑：James_D 的想法非常有帮助。这是适用于我的用例的类：

public class OperationQueue {

    private Queue<Runnable> operationQueue = new LinkedList<Runnable>();
    private Timeline timeline;

    public OperationQueue(double delay) {
        timeline = null;
        setDelay(delay);
    }

    public void setDelay(double seconds) { //careful: seconds > 0
        if (timeline != null)
            timeline.stop();
        System.out.println("Set keyframe duration to " + seconds + "         seconds.");
        timeline = new Timeline(new KeyFrame(Duration.seconds(seconds), e -> {
            if (!operationQueue.isEmpty()) {
                operationQueue.remove().run();
            }       
        }));
        timeline.setCycleCount(Animation.INDEFINITE);
        timeline.play();
    }

    public Queue<Runnable> getOperationQueue() {
        return operationQueue;
    }

    public void add(Runnable queueItem) {
        this.operationQueue.add(queueItem);
    }
    public void clearQueue() {
        this.operationQueue.clear();
    }
}

我将时间线移到了 setter 方法。通过这种方式，您可以在运行时更改延迟（例如使用滑块）。

Answer 1

这只是我如何处理这个问题的概述，因为这个问题实在是太宽泛了。

您实际上是在问如何执行用户在代码中定义的动画。 （这是一个动画，因为您正在显示一组帧，其中每个帧都是通过执行操作来定义的，并且操作之间存在时间间隔。）

考虑创建一个操作队列来执行：

private class UI {

    private Queue<Runnable> operationQueue = new LinkedList<Runnable>();

    public Queue<Runnable> getOperationQueue() {
        return operationQueue();
    }

    // ...
}

现在您可以通过定期检查队列的Timeline 运行动画，如果其中有内容，则执行该操作：

public UI () {

    // set up ui, etc...

    Timeline timeline = new Timeline(new KeyFrame(Duration.seconds(1), e-> {
        if (! operationQueue.isEmpty()) {
            operationQueue.remove().run();
        }
    }));
    timeline.setCycleCount(Animation.INDEFINITE);
    timeline.play();
}

现在将您预定义的基本方法设为私有，并定义将这些私有方法提交到队列的公共方法：

public class BaseClass {

    private final UI ui = ... ;

    private void doMove() {
        // implementation here...
    }

    public void move() {
        ui.getOperationQueue().add(this::doMove);
    }

    private void doTakeHoney() {
        // implementation here...
    }

    public void takeHoney() {
        ui.getOperationQueue().add(this::doTakeHoney);
    }
}

请注意，这里实际上根本没有线程。一切都在 FX 应用程序线程上；时间由Timeline 控制。

Answer 2

你可以重写超类的你想慢跑的方法，比如move()：

void move() throws Exception {
  Thread.sleep(1000);
  super.move();
  Thread.sleep(1000);
}

如果你想让你的代码可以被UI按钮控制，那么你将添加一些开关。

Answer 3

我认为您正在寻找的是在 javascript 中称为 setTimeout 的内容。不幸的是，Java 没有这样的方法，你必须依靠Thread.sleep 来模拟它。同样，不幸的是，在 JavaFX 应用程序线程上调用 Thread.sleep 会挂起应用程序，因此您需要使用 JavaFX Timeline。

您可以做的是声明一个接口，它将为您自动执行此操作：

class Delayed {
    private static long totalMillis;
    private static Timeline timeline = new Timeline();
    static void setTimeout(Runnable r, long millis) {
        timeline.getKeyFrames().add(new KeyFrame(new Duration(totalMillis += millis), event -> r.run()));
    }
    static void play() {
        timeline.play();
    }
}

方法调用

System.out.println("Hello World!");

然后变成：

Delayed.setTimeout(() ->System.out.println("Hello World!"), 1000);
Delayed.play();

我的建议是你使用你拥有的代码（用户输入的那个），虽然它仍然是 String，但你将所有方法调用转换为 Delayed.setTimeout 调用，比如所以：

final int TIMEOUT = 1000;
StringBuilder newCode = new StringBuilder();
Arrays.stream(codeString.split("\n")).forEach(s ->
{
    if (s.endsWith(";")) newCode.append("Delayed.setTimeout(() -> ")
            .append(s.substring(0, s.length() - 1)) //remove ";"
            .append(", ").append(TIMEOUT)
            .append(");")
            .append("\n");
    else {
        newCode.append(s + "\n");
    }
});
newCode.append("Delayed.play();");

当然，s.endsWith(";") 检查非常幼稚，不适用于 if 语句、do/while 循环或多行语句等内容。我找不到一种更有效的方法来检查一行是否是完整的语句，但这对于非常简单的代码应该可以正常工作，例如您关心的代码。

编辑现在正在处理 JavaFX 应用程序线程。