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wxPython:一曲MFC的挽歌,理想主义的绝唱

wxPython:一曲MFC的挽歌,理想主义的绝唱
作者 | 许向武
出品 | CSDN博客

概述


MFC是我接触到的第一个界面库,当时的操作系统还是Windows95。在那个IT技术日新月异的年代,就像一个从荒蛮部落闯进文明社会的野人第一眼看见汽车那样,我对MFC充满了好奇和迷恋。尽管后来断断续续接触了WPF、Qt等GUI库,却始终对MFC情有独钟,以至于爱屋及乌,喜欢上了wxWidgets。

wxWidgets和MFC的确太相似了,连命名习惯和架构都高度相似。事实上,wxWidgets就是跨平台的MFC,对各个平台的差异做了抽象,后端还是用各平台原生的API实现。这正是wxWidgets的优点:编译出来的程序发行包比较小,性能也相当优异。

随着MFC的日渐式微,Qt异军突起,目前已成为最强大,最受欢迎的跨平台GUI库之一。在Python生态圈里,PyQt的用户群也远超wxPython。喜欢Qt的人认为这是技术竞争的结果,但我觉得这更像是开源理念和商业化思想的差异造成的。

wxWidgets像是一个孤独的勇士,高举开源的大旗,试图以一己之力构建一个相互承认、相互尊重的理想社会;而Qt则更像是一个在商业资本驱使下不断扩张的帝国,它不满足于封装不同平台的API,而是要创造出自己的API和框架,它不仅仅是UI,而是囊括了APP开发用到的所有东西,包括网络、数据库、多媒体、蓝牙、NFC、脚本引擎等。

缺少或拒绝商业化运作的支持,wxWidgets的悲情结局早已是命中注定。如果不是因为Python的兴盛和wxPython的复兴,wxWidgets也许早已经和MFC一样被遗忘在了角落里。不无夸张地说,wxPython是以MFC为代表的一个时代的挽歌,更是一曲理想主义的绝唱。

1.1 组织架构

其实,wxPython谈不上什么组织架构,因为桌面程序开发所用的类、控件、组件和常量几乎都被放到了顶级命名空间wx下面了。这样做看似杂乱无章,但用起来却是非常便捷。比如,导入必要的模块,PyQt通常要这样写:

  • from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QWidget, QComboBox, QPushButton, QHBoxLayout, QVBoxLayout, QColorDialogfrom PyQt6.QtGui import QIcon, QPainter, QPen, QColor, QPolygonfrom PyQt6.QtCore import Qt, QPoint

    PyQt巨人般的体量限制了使用星号导入所有的模块,只能用什么导入什么。而wxPython只需要简短的一句话:

    import wx

    再比如一些常量的写法,wxPython同样简洁,PyQt已经长到匪夷所思的程度了。比如左对齐和确定取消键,wxPython这样写:

wx.ALIGN_LEFTwx.OK | wx.CANCEL

PyQt写出来几乎要占一整行:

Qt.AlignmentFlag.AlignLeftQMessageBox.StandardButton.Ok | QMessageBox.StandardButton.Cancel

尽管wxPython也与时俱进地增加了一些诸如wx.xml、wx.svg之类地外围模块,但除了wx这个核心模块之外,我个人觉得只有wx.aui和wx.grid模块算是必要的扩展。如果想让界面更花哨点,那就要了解以下wx.adv、wx.ribbon这两个模块,纯python构建的控件库wx.lib也绝对值得一试。总之,站在我的应用领域看,wxPython的组织架构如下图所示。根据使用频率的高低,我给各个模块标注了红黄绿蓝四种颜色。

1.2 安装

截至本文写作时,wxPython的最新版本是4.1.1。Windows用户和macOS用户可以直接使用下面的命令安装。

pip install -U wxPython

由于Linux平台存在发行版之间的差异,必须使用相应的包管理器进行下载和安装。例如,在Ubuntu系统上可以尝试下面的安装命令。

sudo apt-get install python3-wxgtk4.0 python3-wxgtk-webview4.0 python3-wxgtk-media4.0


快速体验


2.1 桌面应用程序开发的一般流程

用wxPython写一个桌面应用程序,通常分为6个步骤:

  • 第1步:导入模块

  • 第2步:创建一个应用程序

  • 第3步:创建主窗口

  • 第4步:在主窗口上实现业务逻辑

  • 第5步:显示窗主口

  • 第6步:应用程序进入事件处理主循环

除第4步之外的其它步骤,基本都是一行代码就可以完成,第4步的复杂程度取决于功能需求的多寡和业务逻辑的复杂度。下面这段代码就是这个一般流程的体现。

  • # 第1步:导入模块import wx 
    # 第2步:创建一个应用程序app=wx.App()
    # 第3步:创建主窗口frame=wx.Frame(None)
    # 第4步:在主窗口上实现业务逻辑st=wx.StaticText(frame, -1, 'Hello World')
    # 第5步:显示窗主口frame.Show()
    # 第6步:应用程序进入事件处理主循环app.MainLoop()

    2.2 Hello World

    实际应用wxPython开发桌面应用程序的的时候,上面这样的写法难以实现和管控复杂的业务逻辑,因而都是采用面向对象的应用方式。下面的代码演示了以OOP的方式使用wxPython,并且为窗口增加了标题和图标,设置了窗口尺寸和背景色,同时也给静态文本控件StaticText设置了字体字号。

    • import wx
      class MainFrame(wx.Frame): """从wx.Frame派生主窗口类""" def __init__(self, parent): """构造函数""" wx.Frame.__init__(self, parent, -1,style=wx.DEFAULT_FRAME_STYLE) self.SetTitle('最简的的应用程序') self.SetIcon(wx.Icon('res/wx.ico')) # 设置图标 self.SetBackgroundColour((217, 228, 0)) # 设置窗口背景色 self.SetSize((300, 80)) # 设置窗口大小 self.Center() # 窗口在屏幕上居中 st=wx.StaticText(self, -1, 'Hello World', style=wx.ALIGN_CENTER) # 生成静态文本控件,水平居中 st.SetFont(wx.Font(20, wx.DEFAULT, wx.NORMAL, wx.NORMAL, False, 'Arial')) # 设置字体字号
      if __name__=='__main__': app=wx.App() # 创建一个应用程序 frame=MainFrame(None) # 创建主窗口 frame.Show() # 显示窗主口 app.MainLoop() # 应用程序进入事件处理主循环

      代码中用到了一个.png格式的图像文件文件,想要运行这段代码的话,请先替换成本地文件。至于文件格式,SetIcon方法没有限定,常见的包括.ico和.jpg在内的图像格式都支持。代码运行界面如下图所示。

      2.3 常用控件介绍

      尽管wxPython的核心模块和扩展模块提供了数以百计的各式控件和组件,但真正常用且必不可少的控件只有为数不多的几个:

      • wx.Frame - 窗口

      • wx.Panel - 面板

      • wx.StaticText - 静态文本

      • StaticBitmap - 静态图片

      • wx.TextCtrl - 单行或多行文本输入框

      • wx.Button - 按钮

      • wx.RadioButton - 单选按钮

      • wx.CheckBox - 复选按钮

      • wx.Choice - 下拉选择框

      所有的wxPython控件都有一个不可或缺的parent参数和若干关键字参数,通常,关键字参数都有缺省默认值。

      • parent - 父级对象

      • id - 控件的唯一标识符,缺省或-1表示自动生成

      • pos - 控件左上角在其父级对象上的绝对位置

      • size - 控件的宽和高

      • name - 用户定义的控件名

      • style - 控件风格

      wxPython的控件在使用风格上保持着高度的一致性,一方面因为它们从一个共同的基类派生而来,更重要的一点,wxPython不像PyQt那样充斥着随处可见的重载函数。比如,PyQt的菜单栏QMenuBar增加菜单,就有addMenu(QMenu)、addMenu(str)和addMenu(QIcon, str)等三种不同的重载形式。方法重载固然带来了很多便利,但也会增加使用难度,让用户无所适从。

      下面的代码演示了上述常用控件的使用方法。

      • import wx
        class MainFrame(wx.Frame): """从wx.Frame派生主窗口类""" def __init__(self, parent): """构造函数""" # 调用父类的构造函数,从默认风格中去除改变窗口大小 wx.Frame.__init__(self, parent, style=wx.DEFAULT_FRAME_STYLE ^ wx.RESIZE_BORDER) self.SetTitle('wxPython控件演示') self.SetIcon(wx.Icon('res/wx.ico')) self.SetSize((860, 450)) self.Center() # 创建一个面板,用于放置控件 panel=wx.Panel(self, -1)
        # 在x=20,y=20的位置,创建静态文本控件 st=wx.StaticText(panel, -1, '我是静态文本控件', pos=(20, 20))
        # 在x=300,y=20的位置,创建静态图片 bmp=wx.Bitmap('res/forever.png') sb=wx.StaticBitmap(panel, -1, bmp, pos=(280, 10))
        # 在x=20, y=50的位置,创建文本输入框,指定输入框的宽度为260像素,高度默认 tc1=wx.TextCtrl(panel, -1, value='我是文本输入框', pos=(20, 50), size=(260, -1))
        # 在x=20, y=90的位置,创建文本输入框,指定样式为密码 tc2=wx.TextCtrl(panel, -1, value='我是密码', pos=(20, 90), style=wx.TE_PASSWORD)
        # 在x=20, y=130的位置,创建单选按钮,成组的单选按钮,第一个需要指定样式wx.RB_GROUP rb1=wx.RadioButton(panel, -1, '单选按钮1', pos=(20, 130), style=wx.RB_GROUP, name='rb1')
        # 在x=100, y=130的位置,创建单选按钮,不再需要指定样式wx.RB_GROUP rb2=wx.RadioButton(panel, -1, '单选按钮2', pos=(100, 130), name='rb2')
        # 在x=180, y=130的位置,创建单选按钮,不再需要指定样式wx.RB_GROUP rb3=wx.RadioButton(panel, -1, '单选按钮3', pos=(180, 130), name='rb3')
        # 在x=20, y=160的位置,创建复选按钮 cb1=wx.CheckBox(panel, -1, '复选按钮', pos=(20, 160))
        # 在x=100, y=160的位置,创建复选按钮,指定其样式为wx.ALIGN_RIGHT cb2=wx.CheckBox(panel, -1, '文字在左侧的复选按钮', pos=(100, 160), style=wx.ALIGN_RIGHT)
        # 在x=20,y=190的位置,创建按钮 ch=wx.Choice(panel, -1, choices=['wxPython', 'PyQt', 'Tkinter'], pos=(20, 190), size=(100, -1)) ch.SetSelection(0) # 在x=120,y=190的位置,创建按钮 btn=wx.Button(panel, -1, '按钮', pos=(150, 190))
        # 在x=20,y=230的位置,创建文本框,指定大小为260*150,并指定其样式为多行和只读 tc3=wx.TextCtrl(panel, -1, value='我是多行文本输入框', pos=(20, 230), size=(260, 150), style=wx.TE_MULTILINE | wx.CB_READONLY)
        if __name__=='__main__': app=wx.App() # 创建一个应用程序 frame=MainFrame(None) # 创建主窗口 frame.Show() # 显示窗主口 app.MainLoop() # 应用程序进入事件处理主循环

        代码运行界面如下图所示。


        控件布局


        3.1. 分区布局

        上面的例子里,输入框、按钮等控件的位置由其pos参数确定,即绝对定位。绝对定位这种布局方式非常直观,但不能自动适应窗口的大小变化。更普遍的方式是使用被称为布局管理器的wx.Sizer来实现分区布局。所谓分区布局,就是将一个矩形区域沿水平或垂直方向分割成多个矩形区域,并可嵌套分区布局管理器wx.Sizer的派生类有很多种,最常用到是wx.BoxSizer和wx.StaticBoxSizer。

        和一般的控件不同,布局管理器就像是一个魔法口袋:它是无形的,但可以装进不限数量的任意种类的控件——包括其他的布局管理器。当然,魔法口袋也不是万能的,它有一个限制条件:装到里面的东西,要么是水平排列的,要么是垂直排列的,不能排成方阵。好在程序员可以不受限制地使用魔法口袋,当我们需要排成方阵时,可以先每一行使用一个魔法口袋,然后再把所有的行装到一个魔法口袋中。

        创建一个魔法口袋,装进几样东西,然后在窗口中显示的伪代码是这样的:

        • 魔法口袋=wx.BoxSizer() # 默认是水平的,想要垂直放东西,需要加上 wx.VERTICAL 这个参数魔法口袋.add(确认按钮, 0, wx.ALL, 0) # 装入确认按钮魔法口袋.add(取消按钮, 0, wx.ALL, 0) # 装入取消按钮
          窗口.SetSizer(魔法口袋) # 把魔法口袋放到窗口上窗口.Layout() # 窗口重新布局

          魔法口袋的 add() 方法总共有4个参数:第1个参数很容易理解,就是要装进口袋的物品;第2个参数和所有 add() 方法的第2个参数之和的比,表示装进口袋的物品占用空间的比例,0表示物品多大就占多大地儿,不额外占用空间;第3个参数相对复杂些,除了约定装进口袋的物品在其占用的空间里面水平垂直方向的对齐方式外,还可以指定上下左右四个方向中的一个或多个方向的留白(padding);第4个参数就是留白像素数。

          下面是一个完整的例子。

          • import wx
            class MainFrame(wx.Frame): """从wx.Frame派生主窗口类""" def __init__(self, parent): """构造函数""" wx.Frame.__init__(self, parent, style=wx.DEFAULT_FRAME_STYLE) self.SetTitle('分区布局') self.SetIcon(wx.Icon('res/wx.ico')) self.SetSize((640, 320)) # 设置窗口大小 self._init_ui() # 初始化界面 self.Center() # 窗口在屏幕上居中 def _init_ui(self): """初始化界面""" # 创建容器面板 panel=wx.Panel(self, -1) # 生成黑色背景的预览面板 view=wx.Panel(panel, -1, style=wx.SUNKEN_BORDER) view.SetBackgroundColour(wx.Colour(0, 0, 0)) # 生成按钮和多行文本控件 btn_capture=wx.Button(panel, -1, '拍照', size=(100, -1)) btn_up=wx.Button(panel, -1, '↑', size=(30, 30)) btn_down=wx.Button(panel, -1, '↓', size=(30, 30)) btn_left=wx.Button(panel, -1, '←', size=(30, 30)) btn_right=wx.Button(panel, -1, '→', size=(30, 30)) tc=wx.TextCtrl(panel, -1, '', style=wx.TE_MULTILINE) # 左右按钮装入一个水平布局管理器 sizer_arrow_mid=wx.BoxSizer() sizer_arrow_mid.Add(btn_left, 0, wx.RIGHT, 16) sizer_arrow_mid.Add(btn_right, 0, wx.LEFT, 16) # 生成带标签的垂直布局管理器 sizer_arrow=wx.StaticBoxSizer(wx.StaticBox(panel, -1, '方向键'), wx.VERTICAL) sizer_arrow.Add(btn_up, 0, wx.ALIGN_CENTER|wx.ALL, 0) # 装入上按钮 sizer_arrow.Add(sizer_arrow_mid, 0, wx.TOP|wx.BOTTOM, 1) # 装入左右按钮 sizer_arrow.Add(btn_down, 0, wx.ALIGN_CENTER|wx.ALL, 0) # 装入下按钮 # 生成垂直布局管理器 sizer_right=wx.BoxSizer(wx.VERTICAL) sizer_right.Add(btn_capture, 0, wx.ALL, 20) # 装入拍照按钮 sizer_right.Add(sizer_arrow, 0, wx.ALIGN_CENTER|wx.ALL, 0) # 装入方向键 sizer_right.Add(tc, 1, wx.ALL, 10) # 装入多行文本控件 # 生成水平布局管理器 sizer_max=wx.BoxSizer() sizer_max.Add(view, 1, wx.EXPAND|wx.LEFT|wx.TOP|wx.BOTTOM, 5) # 装入左侧的预览面板 sizer_max.Add(sizer_right, 0, wx.EXPAND|wx.ALL, 0) # 装入右侧的操作区 # 为容器面板指定布局管理器,并调用布局方法完成界面布局 panel.SetSizer(sizer_max) panel.Layout()
            if __name__=='__main__': app=wx.App() frame=MainFrame(None) frame.Show() app.MainLoop()

            代码运行界面如下图所示。

            3.2. 栅格布局

            顾名思义,栅格布局就是将布局空间划分成网格,将控件放置到不同的网格内。栅格布局比较简单,用起来非常方便。栅格布局布局管理器也有很多种,GridBagSizer是最常用的一种。下面是一个使用GridBagSizer实现栅格布局的例子。

            • import wx
              class MainFrame(wx.Frame): """从wx.Frame派生主窗口类""" def __init__(self, parent): """构造函数""" wx.Frame.__init__(self, parent, style=wx.DEFAULT_FRAME_STYLE) self.SetTitle('栅格布局') self.SetIcon(wx.Icon('res/wx.ico')) self.SetSize((800, 440)) # 设置窗口大小 self._init_ui() # 初始化界面 self.Center() # 窗口在屏幕上居中 def _init_ui(self): """初始化界面""" panel=wx.Panel(self, -1) # 创建容器面板 sizer=wx.GridBagSizer(10, 10)# 每个控件之间横纵间隔10像素 st=wx.StaticText(panel, -1, "用户名") sizer.Add(st, (0, 0), flag=wx.TOP | wx.ALIGN_RIGHT, border=20) # 在第0行0列,距离上边缘20像素,右对齐
              userName=wx.TextCtrl(panel, -1) sizer.Add(userName, (0, 1), (1, 3), flag=wx.EXPAND | wx.TOP, border=20) # 在第0行1列,跨3列,距离上边缘20像素
              sb=wx.StaticBitmap(panel, -1, wx.Bitmap('res/python.jpg')) sizer.Add(sb, (0, 5), (7, 1), flag=wx.TOP | wx.RIGHT, border=20) # 在第0行4列,跨7行,距离上右边缘20像素
              st=wx.StaticText(panel, -1, "密码") sizer.Add(st, (1, 0), flag=wx.ALIGN_RIGHT) # 在第1行0列,右对齐
              password=wx.TextCtrl(panel, -1, style=wx.TE_PASSWORD) sizer.Add(password, (1, 1), (1, 3), flag=wx.EXPAND) # 在第1行1列,跨3列
              st=wx.StaticText(panel, -1, "学历") sizer.Add(st, (2, 0), flag=wx.ALIGN_RIGHT) # 在第2行0列,右对齐
              level1=wx.RadioButton(panel, -1, "专科") sizer.Add(level1, (2, 1)) # 在第2行1列
              level2=wx.RadioButton(panel, -1, "本科") sizer.Add(level2, (2, 2)) # 在第2行1列
              level3=wx.RadioButton(panel, -1, "研究生及以上") sizer.Add(level3, (2, 3)) # 在第2行1列
              st=wx.StaticText(panel, -1, "职业") sizer.Add(st, (3, 0), flag=wx.ALIGN_RIGHT) # 在第3行0列,右对齐
              professional=wx.Choice(panel, -1, choices=["学生", "程序员", "软件工程师", "系统架构师"]) professional.SetSelection(0) sizer.Add(professional, (3, 1), (1, 3), flag=wx.EXPAND) # 在第3行1列,跨3列
              # 语言技能 st=wx.StaticText(panel, -1, "语言技能") sizer.Add(st, (4, 0), flag=wx.ALIGN_RIGHT | wx.LEFT, border=20) # 在第4行0列,距离左边缘20像素,右对齐
              choices=["C", "C++", "Java", "Python", "Lua", "JavaScript", "TypeScript", "Go", "Rust"] language=wx.ListBox(panel, -1, choices=choices, style=wx.LB_EXTENDED) sizer.Add(language, (4, 1), (1, 3), flag=wx.EXPAND) # 在第4行1列,跨3列
              isJoin=wx.CheckBox(panel, -1, "已加入QQ群", style=wx.ALIGN_RIGHT) sizer.Add(isJoin, (5, 0), (1, 4), flag=wx.ALIGN_CENTER) # 在第5行0列,跨4列, 居中
              btn=wx.Button(panel, -1, "提交") sizer.Add(btn, (6, 0), (1, 4), flag=wx.ALIGN_CENTER | wx.BOTTOM, border=20) # 在第6行0列,跨4列, 居中
              sizer.AddGrowableRow(4) # 设置第4行可增长 sizer.AddGrowableCol(3) # 设置第3列可增长 panel.SetSizer(sizer) panel.Layout()
              if __name__=='__main__': app=wx.App() frame=MainFrame(None) frame.Show() app.MainLoop()

              代码运行界面如下图所示。


              事件驱动


              一个桌面程序不单是控件的罗列,更重要的是对外部的刺激——包括用户的操作做出反应。如果把窗体和控件比作是桌面程序的躯体,那么响应外部刺激就是它的灵魂。wxPython的灵魂是事件驱动机制:当某事件发生时,程序就会自动执行预先设定的动作。

              4.1 事件

              所谓事件,就是我们的程序在运行中发生的事儿。事件可以是低级的用户动作,如鼠标移动或按键按下,也可以是高级的用户动作(定义在wxPython的窗口部件中的),如单击按钮或菜单选择。事件可以产生自系统,如关机,,也可以由用户自定义事件。

              除了用户自定义事件,在wxPython中我习惯把事件分为4类:

              • 鼠标事件:鼠标左右中键和滚轮动作,以及鼠标移动等事件

              • 键盘事件:用户敲击键盘产生的事件

              • 控件事件:发生在控件上的事件,比如按钮被按下、输入框内容改变等

              • 系统事件:关闭窗口、改变窗口大小、重绘、定时器等事件

              事实上,这个分类方法不够严谨。比如,wx.Frame作为一个控件,关闭和改变大小也是控件事件,不过这一类事件通常都由系统绑定了行为。基于此,可以重新定义所谓的控件事件,是指发生在控件上的、系统并未预定义行为的事件。

              常用的鼠标事件包括:

              • wx.EVT_LEFT_DOWN - 左键按下

              • wx.EVT_LEFT_UP - 左键弹起

              • wx.EVT_LEFT_DCLICK - 左键双击

              • wx.EVT_RIGHT_DOWN - 右键按下

              • wx.EVT_RIGHT_UP - 右键弹起

              • wx.EVT_RIGHT_DCLICK - 右键双击

              • wx.EVT_MOTION - 鼠标移动

              • wx.EVT_MOUSEWHEEL - 滚轮滚动

              • wx.EVT_MOUSE_EVENTS - 所有的鼠标事件

              常用的键盘事件有:

              • wx.EVT_KEY_DOWN - 按键按下

              • wx.EVT_KEY_UP - 按键弹起

              常用的系统事件包括:

              • wx.EVT_CLOSE - 关闭

              • wx.EVT_SIZE - 改变大小

              • wx.EVT_TIMER - 定时器事件

              • wx.EVT_PAINT - 重绘

              • wx.EVT_ERASE_BACKGROUND -背景擦除

              常用的控件事件包括:

              • wx.EVT_BUTTON - 点击按钮

              • wx.EVT_CHOICE - 下拉框改变选择

              • wx.EVT_TEXT - 输入框内容改变

              • wx.EVT_TEXT_ENTER - 输入框回车

              • wx.EVT_RADIOBOX - 单选框改变选择

              • wx.EVT_CHECKBOX - 点击复选框

              4.2 事件绑定

              事件驱动机制有三个要素:事件、事件函数和事件绑定。比如,当一个按钮被点击时,就会触发按钮点击事件,该事件如果绑定了事件函数,事件函数就会被调用。所有的事件函数都以事件对象为参数,事件对象提供了事件的详细信息,比如键盘按下事件的事件对象就包含了被按下的键的信息。

              下面这个例子演示了如何定义事件函数,以及绑定事件和事件函数之间的关联关系。

              • import wx
                class MainFrame(wx.Frame): """从wx.Frame派生主窗口类""" def __init__(self, parent): """构造函数""" wx.Frame.__init__(self, parent, style=wx.DEFAULT_FRAME_STYLE) self.SetTitle('事件和事件函数的绑定') self.SetIcon(wx.Icon('res/wx.ico')) self.SetBackgroundColour((224, 224, 224)) # 设置窗口背景色 self.SetSize((520, 220)) self._init_ui() self.Center() def _init_ui(self): """初始化界面""" wx.StaticText(self, -1, '第一行输入框:', pos=(40, 50), size=(100, -1), style=wx.ALIGN_RIGHT) wx.StaticText(self, -1, '第二行输入框:', pos=(40, 80), size=(100, -1), style=wx.ALIGN_RIGHT) self.tip=wx.StaticText(self, -1, u'', pos=(145, 110), size=(150, -1), style=wx.ST_NO_AUTORESIZE) self.tc1=wx.TextCtrl(self, -1, '', pos=(145, 50), size=(150, -1), name='TC01', style=wx.TE_CENTER) self.tc2=wx.TextCtrl(self, -1, '', pos=(145, 80), size=(150, -1), name='TC02', style=wx.TE_PASSWORD|wx.ALIGN_RIGHT) btn_mea=wx.Button(self, -1, '鼠标左键事件', pos=(350, 50), size=(100, 25)) btn_meb=wx.Button(self, -1, '鼠标所有事件', pos=(350, 80), size=(100, 25)) btn_close=wx.Button(self, -1, '关闭窗口', pos=(350, 110), size=(100, 25)) self.tc1.Bind(wx.EVT_TEXT, self.on_text) # 绑定文本内容改变事件 self.tc2.Bind(wx.EVT_TEXT, self.on_text) # 绑定文本内容改变事件 btn_close.Bind(wx.EVT_BUTTON, self.on_close, btn_close) # 绑定按键事件 btn_close.Bind(wx.EVT_MOUSEWHEEL, self.on_wheel) # 绑定鼠标滚轮事件 btn_mea.Bind(wx.EVT_LEFT_DOWN, self.on_left_down) # 绑定鼠标左键按下 btn_mea.Bind(wx.EVT_LEFT_UP, self.on_left_up) # 绑定鼠标左键弹起 btn_meb.Bind(wx.EVT_MOUSE_EVENTS, self.on_mouse) # 绑定所有鼠标事件 self.Bind(wx.EVT_CLOSE, self.on_close) # 绑定窗口关闭事件 self.Bind(wx.EVT_SIZE, self.on_size) # 绑定改变窗口大小事件 self.Bind(wx.EVT_KEY_DOWN, self.on_key_down) # 绑定键盘事件 def on_text(self, evt): """输入框事件函数""" obj=evt.GetEventObject() objName=obj.GetName() text=evt.GetString() if objName=='TC01': self.tc2.SetValue(text) elif objName=='TC02': self.tc1.SetValue(text) def on_size(self, evt): '''改变窗口大小事件函数''' print('你想改变窗口,但是事件被Skip了,所以没有任何改变') evt.Skip() # 注释掉此行(事件继续传递),窗口大小才会被改变 def on_close(self, evt): """关闭窗口事件函数""" dlg=wx.MessageDialog(None, '确定要关闭本窗口?', '操作提示', wx.YES_NO | wx.ICON_QUESTION) if(dlg.ShowModal()==wx.ID_YES): self.Destroy() def on_left_down(self, evt): """左键按下事件函数""" self.tip.SetLabel('左键按下') def on_left_up(self, evt): """左键弹起事件函数""" self.tip.SetLabel('左键弹起') def on_wheel(self, evt): """鼠标滚轮事件函数""" vector=evt.GetWheelRotation() self.tip.SetLabel(str(vector)) def on_mouse(self, evt): """鼠标事件函数""" self.tip.SetLabel(str(evt.EventType)) def on_key_down(self, evt): """键盘事件函数""" key=evt.GetKeyCode() self.tip.SetLabel(str(key))
                if __name__=='__main__': app=wx.App() frame=MainFrame(None) frame.Show() app.MainLoop()

                代码运行界面如下图所示。

                两个输入框,一个明文居中,一个密写右齐,但内容始终保持同步。输入焦点不在输入框的时候,敲击键盘,界面显示对应的键值。最上面的按钮响应鼠标左键的按下和弹起事件,中间的按钮响应所有的鼠标事件,下面的按钮响应滚轮事件和按钮按下的事件。另外,程序还绑定了窗口关闭事件,重新定义了关闭函数,增加了确认选择。


                程序框架


                5.1 菜单栏、工具栏和状态栏

                通常,一个完整的窗口程序一般都有菜单栏、工具栏和状态栏。下面的代码演示了如何创建菜单栏、工具栏和状态栏,顺便演示了类的静态属性的定义和用法。不过,说实话,wx的工具栏有点丑,幸好,wx还有一个 AUI 的工具栏比较漂亮,我会在后面的例子里演示它的用法。

                • import wx
                  class MainFrame(wx.Frame): """从wx.Frame派生主窗口类""" id_open=wx.NewIdRef() id_save=wx.NewIdRef() id_quit=wx.NewIdRef() id_help=wx.NewIdRef() id_about=wx.NewIdRef() def __init__(self, parent): """构造函数""" wx.Frame.__init__(self, parent, style=wx.DEFAULT_FRAME_STYLE) self.SetTitle('菜单、工具栏、状态栏') self.SetIcon(wx.Icon('res/wx.ico')) self.SetBackgroundColour((224, 224, 224)) # 设置窗口背景色 self.SetSize((360, 180)) self._create_menubar() # 菜单栏 self._create_toolbar() # 工具栏 self._create_statusbar() # 状态栏 self.Center() def _create_menubar(self): """创建菜单栏""" self.mb=wx.MenuBar() # 文件菜单 m=wx.Menu() m.Append(self.id_open, '打开文件') m.Append(self.id_save, '保存文件') m.AppendSeparator() m.Append(self.id_quit, '退出系统') self.mb.Append(m, '文件') self.Bind(wx.EVT_MENU, self.on_open, id=self.id_open) self.Bind(wx.EVT_MENU, self.on_save, id=self.id_save) self.Bind(wx.EVT_MENU, self.on_quit, id=self.id_quit) # 帮助菜单 m=wx.Menu() m.Append(self.id_help, '帮助主题') m.Append(self.id_about, '关于...') self.mb.Append(m, '帮助') self.Bind(wx.EVT_MENU, self.on_help,id=self.id_help) self.Bind(wx.EVT_MENU, self.on_about,id=self.id_about) self.SetMenuBar(self.mb) def _create_toolbar(self): """创建工具栏""" bmp_open=wx.Bitmap('res/open_mso.png', wx.BITMAP_TYPE_ANY) # 请自备按钮图片 bmp_save=wx.Bitmap('res/save_mso.png', wx.BITMAP_TYPE_ANY) # 请自备按钮图片 bmp_help=wx.Bitmap('res/help_mso.png', wx.BITMAP_TYPE_ANY) # 请自备按钮图片 bmp_about=wx.Bitmap('res/info_mso.png', wx.BITMAP_TYPE_ANY) # 请自备按钮图片 self.tb=wx.ToolBar(self) self.tb.SetToolBitmapSize((16,16)) self.tb.AddTool(self.id_open, '打开文件', bmp_open, shortHelp='打开', kind=wx.ITEM_NORMAL) self.tb.AddTool(self.id_save, '保存文件', bmp_save, shortHelp='保存', kind=wx.ITEM_NORMAL) self.tb.AddSeparator() self.tb.AddTool(self.id_help, '帮助', bmp_help, shortHelp='帮助', kind=wx.ITEM_NORMAL) self.tb.AddTool(self.id_about, '关于', bmp_about, shortHelp='关于', kind=wx.ITEM_NORMAL) self.tb.Realize() def _create_statusbar(self): """创建状态栏""" self.sb=self.CreateStatusBar() self.sb.SetFieldsCount(3) self.sb.SetStatusWidths([-2, -1, -1]) self.sb.SetStatusStyles([wx.SB_RAISED, wx.SB_RAISED, wx.SB_RAISED]) self.sb.SetStatusText('状态信息0', 0) self.sb.SetStatusText('', 1) self.sb.SetStatusText('状态信息2', 2) def on_open(self, evt): """打开文件""" self.sb.SetStatusText(u'打开文件', 1) def on_save(self, evt): """保存文件""" self.sb.SetStatusText(u'保存文件', 1) def on_quit(self, evt): """退出系统""" self.sb.SetStatusText(u'退出系统', 1) self.Destroy() def on_help(self, evt): """帮助""" self.sb.SetStatusText(u'帮助', 1) def on_about(self, evt): """关于""" self.sb.SetStatusText(u'关于', 1)
                  if __name__=='__main__': app=wx.App() frame=MainFrame(None) frame.Show() app.MainLoop()

                  代码里面用到了4个16x16的工具按钮,请自备4个图片文件,保存路径请查看代码中的注释。代码运行界面如下图所示。

                  5.2 Aui框架

                  Advanced User Interface,简称AUI,是wxPython的子模块,使用AUI可以方便地开发出美观、易用的用户界面。从2.8.9.2版本之后,wxPython增加了一个高级通用部件库Advanced Generic Widgets,简称AGW库, AGW库也提供了AUI模块 wx.lib.agw.aui,而 wx.aui也依然保留着。相比较而言,我更喜欢使用wx.lib.agw的AUI框架。

                  使用AUI框架可以概括为以下四步:

                  1. 创建一个布局管理器:mgr=aui.AuiManager()

                  2. 告诉主窗口由mgr来管理界面:mgr.SetManagedWindow()

                  3. 添加界面上的各个区域:mgr.AddPane()

                  4. 更新界面显示:mgr.Update()

                  下面的代码演示了如何使用AUI布局管理器创建和管理窗口界面。

                  • import wximport wx.lib.agw.aui as aui
                    class MainFrame(wx.Frame): """从wx.Frame派生主窗口类""" id_open=wx.NewIdRef() id_save=wx.NewIdRef() id_quit=wx.NewIdRef() id_help=wx.NewIdRef() id_about=wx.NewIdRef() def __init__(self, parent): """构造函数""" wx.Frame.__init__(self, parent, style=wx.DEFAULT_FRAME_STYLE) self.SetTitle('菜单、工具栏、状态栏') self.SetIcon(wx.Icon('res/wx.ico')) self.SetBackgroundColour((224, 224, 224)) # 设置窗口背景色 self.SetSize((640, 480)) self._init_ui() self.Center() def _init_ui(self): """初始化界面""" self.tb1=self._create_toolbar() self.tb2=self._create_toolbar() self.tbv=self._create_toolbar('V') p_left=wx.Panel(self, -1) p_center0=wx.Panel(self, -1) p_center1=wx.Panel(self, -1) p_bottom=wx.Panel(self, -1) btn=wx.Button(p_left, -1, '切换', pos=(30,200), size=(100, -1)) btn.Bind(wx.EVT_BUTTON, self.on_switch) text0=wx.StaticText(p_center0, -1, '我是第1页', pos=(40, 100), size=(200, -1), style=wx.ALIGN_LEFT) text1=wx.StaticText(p_center1, -1, '我是第2页', pos=(40, 100), size=(200, -1), style=wx.ALIGN_LEFT) self._mgr=aui.AuiManager() self._mgr.SetManagedWindow(self) self._mgr.AddPane(self.tb1, aui.AuiPaneInfo().Name('ToolBar1').Caption('工具条').ToolbarPane().Top().Row(0).Position(0).Floatable(False) ) self._mgr.AddPane(self.tb2, aui.AuiPaneInfo().Name('ToolBar2').Caption('工具条').ToolbarPane().Top().Row(0).Position(1).Floatable(True) ) self._mgr.AddPane(self.tbv, aui.AuiPaneInfo().Name('ToolBarV').Caption('工具条').ToolbarPane().Right().Floatable(True) ) self._mgr.AddPane(p_left, aui.AuiPaneInfo().Name('LeftPanel').Left().Layer(1).MinSize((200,-1)).Caption('操作区').MinimizeButton(True).MaximizeButton(True).CloseButton(True) ) self._mgr.AddPane(p_center0, aui.AuiPaneInfo().Name('CenterPanel0').CenterPane().Show() ) self._mgr.AddPane(p_center1, aui.AuiPaneInfo().Name('CenterPanel1').CenterPane().Hide() ) self._mgr.AddPane(p_bottom, aui.AuiPaneInfo().Name('BottomPanel').Bottom().MinSize((-1,100)).Caption('消息区').CaptionVisible(False).Resizable(True) ) self._mgr.Update() def _create_toolbar(self, d='H'): """创建工具栏""" bmp_open=wx.Bitmap('res/open_mso.png', wx.BITMAP_TYPE_ANY) bmp_save=wx.Bitmap('res/save_mso.png', wx.BITMAP_TYPE_ANY) bmp_help=wx.Bitmap('res/help_mso.png', wx.BITMAP_TYPE_ANY) bmp_about=wx.Bitmap('res/info_mso.png', wx.BITMAP_TYPE_ANY) if d.upper() in ['V', 'VERTICAL']: tb=aui.AuiToolBar(self, -1, wx.DefaultPosition, wx.DefaultSize, agwStyle=aui.AUI_TB_TEXT|aui.AUI_TB_VERTICAL) else: tb=aui.AuiToolBar(self, -1, wx.DefaultPosition, wx.DefaultSize, agwStyle=aui.AUI_TB_TEXT) tb.SetToolBitmapSize(wx.Size(16, 16)) tb.AddSimpleTool(self.id_open, '打开', bmp_open, '打开文件') tb.AddSimpleTool(self.id_save, '保存', bmp_save, '保存文件') tb.AddSeparator() tb.AddSimpleTool(self.id_help, '帮助', bmp_help, '帮助') tb.AddSimpleTool(self.id_about, '关于', bmp_about, '关于') tb.Realize() return tb def on_switch(self, evt): """切换信息显示窗口""" p0=self._mgr.GetPane('CenterPanel0') p1=self._mgr.GetPane('CenterPanel1') p0.Show(not p0.IsShown()) p1.Show(not p1.IsShown()) self._mgr.Update()
                    if __name__=='__main__': app=wx.App() frame=MainFrame(None) frame.Show() app.MainLoop()

                    代码运行界面如下图所示。


                    示例和技巧


                    6.1. 相册

                    前文的例子中已经展示了wx.StaticBitmap控件作为图像容器的例子,下面的例子用它制作了一个相册,点击前翻后翻按钮可在多张照片之间循环切换。

                    • import wx
                      class MainFrame(wx.Frame): """从wx.Frame派生主窗口类""" def __init__(self, parent): """构造函数""" wx.Frame.__init__(self, parent, style=wx.DEFAULT_FRAME_STYLE) self.SetTitle('相册') self.SetIcon(wx.Icon('res/wx.ico')) self.SetBackgroundColour((224, 224, 224)) # 设置窗口背景色 self.SetSize((980, 680)) self._init_ui() self.Center() def _init_ui(self): """初始化界面""" self.curr=0 self.photos=('res/DSC03363.jpg', 'res/DSC03394.jpg', 'res/DSC03402.jpg') bmp=wx.Bitmap(self.photos[self.curr]) self.album=wx.StaticBitmap(self, -1, bmp, pos=(280, 10)) btn_1=wx.Button(self, -1, '<', size=(80, 30), name='prev') btn_2=wx.Button(self, -1, '>', size=(80, 30), name='next') btn_1.Bind(wx.EVT_BUTTON, self.on_btn) btn_2.Bind(wx.EVT_BUTTON, self.on_btn) sizer_btn=wx.BoxSizer() sizer_btn.Add(btn_1, 0, wx.RIGHT, 20) sizer_btn.Add(btn_2, 0, wx.LEFT, 20) sizer_max=wx.BoxSizer(wx.VERTICAL) sizer_max.Add(self.album, 1, wx.EXPAND | wx.ALL, 10) sizer_max.Add(sizer_btn, 0, wx. ALIGN_CENTER | wx.BOTTOM, 20) self.SetSizer(sizer_max) self.Layout() def on_btn(self, evt): """响应按键""" name=evt.GetEventObject().GetName() if name=='<': self.curr=(self.curr-1)%len(self.photos) else: self.curr=(self.curr+1)%len(self.photos) self.album.SetBitmap(wx.Bitmap(self.photos[self.curr]))
                      if __name__=='__main__': app=wx.App() frame=MainFrame(None) frame.Show() app.MainLoop()

                      代码运行界面如下图所示。

                      6.2. 会弹琴的计算器

                      几乎所有的GUI课程都会用计算器作为例子,wxPython怎能缺席呢?下面这个计算器除了常规的计算外,按下每个键都会发出不同的音调,粗通乐理就可以弹奏出乐曲。此外,代码中使用了wx.lib控件库的按键,略带3D风格。

                      • import wximport wx.lib.buttons as wxbtnimport winsound
                        class MainFrame(wx.Frame): """桌面程序主窗口类""" def __init__(self): """构造函数""" wx.Frame.__init__(self, parent=None, style=wx.CAPTION|wx.SYSTEM_MENU|wx.CLOSE_BOX|wx.MINIMIZE_BOX|wx.SIMPLE_BORDER) self.SetTitle('会弹琴的计算器') self.SetIcon(wx.Icon('res/wx.ico', wx.BITMAP_TYPE_ICO)) self.SetBackgroundColour((217, 228, 241)) self.SetSize((287, 283)) self._init_ui() self.Center() def _init_ui(self): """初始化界面""" # 定义按键排列顺序和名称 keys=[ ['(', ')', 'Back', 'Clear'], ['7', '8', '9', '/'], ['4', '5', '6', '*'], ['1', '2', '3', '-'], ['0', '.', '=', '+'] ] # 指定每个按键声音的频率,523赫兹就是C调中音 self.keySound={ '(':392, ')': 440, '0':494, '1':523, '2':587, '3':659, '4':698, '5':784, '6':880, '7':988, '8':1047, '9':1175, '.':1318, '+':523, '-':587, '*':659, '/':698, 'Clear':784, 'Back':880, '=':2000 } # 用输入框控件作为计算器屏幕,设置为只读(wx.TE_READONLY)和右齐(wx.ALIGN_RIGHT) self.screen=wx.TextCtrl(self, -1, '', pos=(10,10), size=(252,45), style=wx.TE_READONLY|wx.ALIGN_RIGHT) self.screen.SetFont(wx.Font(20, wx.DEFAULT, wx.NORMAL, wx.NORMAL, False, '微软雅黑')) # 设置字体字号 self.screen.SetBackgroundColour((0, 0, 0)) # 设置屏幕背景色 self.screen.SetForegroundColour((0, 255, 0)) # 设置屏幕前景色 # 按键布局参数 btn_size=(60, 30) # 定义按键的尺寸,便于统一修改 x0, y0=(10, 65) # 定义按键区域的相对位置 dx, dy=(64, 34) # 定义水平步长和垂直步长 # 生成所有按键 for i in range(len(keys)): for j in range(len(keys[i])): key=keys[i][j] btn=wxbtn.GenButton(self, -1, key, pos=(x0+j*dx, y0+i*dy), size=btn_size, name=key) if key in ['0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','.']: btn.SetBezelWidth(1) # 设置3D效果 btn.SetBackgroundColour(wx.Colour(217, 228, 241)) # 定义按键的背景色 elif key in ['(',')','Back','Clear']: btn.SetBezelWidth(2) btn.SetBackgroundColour(wx.Colour(217, 220, 235)) btn.SetForegroundColour(wx.Colour(224, 60, 60)) elif key in ['+','-','*','/']: btn.SetBezelWidth(2) btn.SetBackgroundColour(wx.Colour(246, 225, 208)) btn.SetForegroundColour(wx.Colour(60, 60, 224)) else: btn.SetBezelWidth(2) btn.SetBackgroundColour(wx.Colour(245, 227, 129)) btn.SetForegroundColour(wx.Colour(60, 60, 224)) btn.SetToolTip(u"显示计算结果") self.Bind(wx.EVT_BUTTON, self.on_button) # 将按钮事件绑定在所有按钮上 def on_button(self, evt): """响应鼠标左键按下""" obj=evt.GetEventObject() # 获取事件对象(哪个按钮被按) key=obj.GetName() # 获取事件对象的名字 self.PlayKeySound(key) # 播放按键对应频率的声音 if self.screen.GetValue=='Error': self.screen.SetValue('') if key=='Clear': # 按下了清除键,清空屏幕 self.screen.SetValue('') elif key=='Back': # 按下了回退键,去掉最后一个输入字符 content=self.screen.GetValue() if content: self.screen.SetValue(content[:-1]) elif key=='=': # 按下了等号键,则计算 try: result=str(eval(self.screen.GetValue())) except: result='Error' self.screen.SetValue(result) else: # 按下了其他键,追加到显示屏上 self.screen.AppendText(key) def PlayKeySound(self, key, Dur=100): """播放按键声音""" winsound.Beep(self.keySound[key], Dur)
                        if __name__=='__main__': app=wx.App() frame=MainFrame() frame.Show() app.MainLoop()

                        代码运行界面如下图所示。

                        6.3. 定时器和线程

                        在一个桌面程序中,GUI线程是主线程,其他线程若要更新显示内容,Tkinter使用的是类型对象,PyQt使用的信号和槽机制,wxPython则相对原始:它允许子线程更新GUI,但需要借助于wx.CallAfter()函数。

                        这个例子里面设计了一个数字式钟表,一个秒表,秒表显示精度十分之一毫秒。从代码设计上来说没有任何难度,实现的方法有很多种,可想要达到一个较好的显示效果,却不是一件容易的事情。请注意体会 wx.CallAfter() 的使用条件。

                        • import wximport timeimport threading
                          class MainFrame(wx.Frame): """桌面程序主窗口类""" def __init__(self): """构造函数""" wx.Frame.__init__(self, parent=None, style=wx.CAPTION|wx.SYSTEM_MENU|wx.CLOSE_BOX|wx.MINIMIZE_BOX|wx.SIMPLE_BORDER) self.SetTitle('定时器和线程') self.SetIcon(wx.Icon('res/wx.ico', wx.BITMAP_TYPE_ICO)) self.SetBackgroundColour((224, 224, 224)) self.SetSize((320, 300)) self._init_ui() self.Center() def _init_ui(self): """初始化界面""" font=wx.Font(30, wx.DECORATIVE, wx.FONTSTYLE_NORMAL, wx.FONTWEIGHT_NORMAL, False, 'Monaco') self.clock=wx.StaticText(self, -1, '08:00:00', pos=(50,50), size=(200,50), style=wx.TE_CENTER|wx.SUNKEN_BORDER) self.clock.SetForegroundColour(wx.Colour(0, 224, 32)) self.clock.SetBackgroundColour(wx.Colour(0, 0, 0)) self.clock.SetFont(font) self.stopwatch=wx.StaticText(self, -1, '0:00:00.00', pos=(50,150), size=(200,50), style=wx.TE_CENTER|wx.SUNKEN_BORDER) self.stopwatch.SetForegroundColour(wx.Colour(0, 224, 32)) self.stopwatch.SetBackgroundColour(wx.Colour(0, 0, 0)) self.stopwatch.SetFont(font) self.timer=wx.Timer(self) self.Bind(wx.EVT_TIMER, self.on_timer, self.timer) self.timer.Start(50) self.Bind(wx.EVT_KEY_DOWN, self.on_key_down) self.sec_last=None self.is_start=False self.t_start=None thread_sw=threading.Thread(target=self.StopWatchThread) thread_sw.setDaemon(True) thread_sw.start() def on_timer(self, evt): """定时器函数""" t=time.localtime() if t.tm_sec !=self.sec_last: self.clock.SetLabel('%02d:%02d:%02d'%(t.tm_hour, t.tm_min, t.tm_sec)) self.sec_last=t.tm_sec def on_key_down(self, evt): """键盘事件函数""" if evt.GetKeyCode()==wx.WXK_SPACE: self.is_start=not self.is_start self.t_start=time.time() elif evt.GetKeyCode()==wx.WXK_ESCAPE: self.is_start=False self.stopwatch.SetLabel('0:00:00.00') def StopWatchThread(self): """线程函数""" while True: if self.is_start: t=time.time() - self.t_start ti=int(t) wx.CallAfter(self.stopwatch.SetLabel, '%d:%02d:%02d.%.02d'%(ti//3600, ti//60, ti%60, int((t-ti)*100))) time.sleep(0.02)
                          if __name__=='__main__': app=wx.App() frame=MainFrame() frame.Show() app.MainLoop()

                          代码运行界面如下图所示。界面上方的时钟一直再跑,下方的秒表则是按键启动或停止。

                          6.4. DC绘图

                          DC 是 Device Context 的缩写,字面意思是设备上下文——我一直不能正确理解DC这个中文名字,也找不到更合适的说法,所以,我坚持使用DC而不是设备上下文。DC可以在屏幕上绘制点线面,当然也可以绘制文本和图像。事实上,在底层所有控件都是以位图形式绘制在屏幕上的,这意味着,我们一旦掌握了DC这个工具,就可以自己创造我们想要的控件了

                          DC有很多种,PaintDC,ClientDC,MemoryDC等。通常,我们可以使用 ClientDC 和 MemoryDC,PaintDC 是发生重绘事件(wx.EVT_PAINT)时系统使用的。使用 ClientDC 绘图时,需要记录绘制的每一步工作,不然,系统重绘时会令我们前功尽弃——这是使用DC最容易犯的错误。

                          • import wx
                            class MainFrame(wx.Frame): """桌面程序主窗口类""" def __init__(self): """构造函数""" wx.Frame.__init__(self, parent=None, style=wx.CAPTION|wx.SYSTEM_MENU|wx.CLOSE_BOX|wx.MINIMIZE_BOX|wx.SIMPLE_BORDER) self.SetTitle('使用DC绘图') self.SetIcon(wx.Icon('res/wx.ico', wx.BITMAP_TYPE_ICO)) self.SetBackgroundColour((224, 224, 224)) self.SetSize((800, 480)) self._init_ui() self.Center() def _init_ui(self): """初始化界面""" self.palette=wx.Panel(self, -1, style=wx.SUNKEN_BORDER) self.palette.SetBackgroundColour(wx.Colour(0, 0, 0)) btn_base=wx.Button(self, -1, '文字和图片', size=(100, -1)) sizer_max=wx.BoxSizer() sizer_max.Add(self.palette, 1, wx.EXPAND|wx.LEFT|wx.TOP|wx.BOTTOM, 5) sizer_max.Add(btn_base, 0, wx.ALL, 20) self.SetAutoLayout(True) self.SetSizer(sizer_max) self.Layout() btn_base.Bind(wx.EVT_BUTTON, self.on_base) self.palette.Bind(wx.EVT_MOUSE_EVENTS, self.on_mouse) self.palette.Bind(wx.EVT_PAINT, self.on_paint) self.xy=None self.lines=list() self.img=wx.Bitmap('res/forever.png', wx.BITMAP_TYPE_ANY) self.update_palette() def on_mouse(self, evt): """移动鼠标画线""" if evt.EventType==10030: #左键按下 self.xy=(evt.x, evt.y) elif evt.EventType==10031: #左键弹起 self.xy=None elif evt.EventType==10036: #鼠标移动 if self.xy: dc=wx.ClientDC(self.palette) dc.SetPen(wx.Pen(wx.Colour(0,224,0), 2)) dc.DrawLine(self.xy[0], self.xy[1], evt.x, evt.y) self.lines.append((self.xy[0], self.xy[1], evt.x, evt.y)) self.xy=(evt.x, evt.y) def on_base(self, evt): """DC基本方法演示""" img=wx.Bitmap('res/forever.png', wx.BITMAP_TYPE_ANY) w, h=self.palette.GetSize() dc=wx.ClientDC(self.palette) dc.SetPen(wx.Pen(wx.Colour(224,0,0), 1)) dc.SetBrush(wx.Brush(wx.Colour(0,80,80) )) dc.DrawRectangle(10,10,w-22,h-22) dc.DrawLine(10,h/2,w-12,h/2) dc.DrawBitmap(img, 10, 10) dc.SetTextForeground(wx.Colour(224,224,224)) dc.SetFont(wx.Font(16, wx.FONTFAMILY_DEFAULT, wx.FONTSTYLE_NORMAL, wx.FONTWEIGHT_NORMAL, False, 'Comic Sans MS')) dc.DrawText('霜重闲愁起', 100, 360) dc.DrawRotatedText('春深风也疾', 400, 360, 30) def on_paint(self, evt): """响应重绘事件""" dc=wx.PaintDC(self.palette) self.paint(dc) def update_palette(self): """刷新画板""" dc=wx.ClientDC(self.palette) self.paint(dc) def paint(self, dc): """绘图""" dc.Clear() dc.SetPen(wx.Pen(wx.Colour(0,224,0), 2)) for line in self.lines: dc.DrawLine(line[0],line[1],line[2],line[3])
                            if __name__=='__main__': app=wx.App() frame=MainFrame() frame.Show() app.MainLoop()

                            代码运行界面如下图所示。

                            6.5. 内嵌浏览器

                            wx.html2是wxPython扩展模块中封装得最干净漂亮的模块之一,它被设计为允许为每个端口创建多个后端,尽管目前只有一个可用。它与wx.html.HtmlWindow的不同之处在于,每个后端实际上都是一个完整的渲染引擎,MSW上是Trident, macOS和GTK上是Webkit。wx.html2渲染web文档,对于HTML、CSS和javascript都可以有很好的支持。

                            • import wximport wx.html2 as webview
                              class MainFrame(wx.Frame): """桌面程序主窗口类""" def __init__(self): """构造函数""" wx.Frame.__init__(self, parent=None) self.SetTitle('内嵌浏览器') self.SetIcon(wx.Icon('res/wx.ico', wx.BITMAP_TYPE_ICO)) self.SetBackgroundColour((224, 224, 224)) self.SetSize((800, 480)) self.Center() wv=webview.WebView.New(self) wv.LoadURL('https://cn.bing.com')
                              if __name__=='__main__': app=wx.App() frame=MainFrame() frame.Show() app.MainLoop()

                              代码运行界面如下图所示。


                              集成应用


                              7.1. 集成Matplotlib

                              Matplotlib的后端子模块backends几乎支持所有的GUI库,wxPyton当然也不例外,backend_wxagg是专门为wxPyton生成canvas的类,只要传一个matplotlib.Figure实例即可。剩下的就是水到渠成了。

                              • import numpy as npimport matplotlibfrom matplotlib.backends import backend_wxagg from matplotlib.figure import Figure import wx
                                matplotlib.use('TkAgg')matplotlib.rcParams['font.sans-serif']=['FangSong']matplotlib.rcParams['axes.unicode_minus']=False
                                class MainFrame(wx.Frame): """从wx.Frame派生主窗口类""" def __init__(self, parent): """构造函数""" wx.Frame.__init__(self, parent, style=wx.DEFAULT_FRAME_STYLE) self.SetTitle('集成Matplotlib') self.SetIcon(wx.Icon('res/wx.ico')) self.SetBackgroundColour((224, 224, 224)) # 设置窗口背景色 self.SetSize((800, 600)) self._init_ui() self.Center() def _init_ui(self): """初始化界面""" self.fig=Figure() self.canvas=backend_wxagg.FigureCanvasWxAgg(self, -1, self.fig) btn_1=wx.Button(self, -1, '散点图', size=(80, 30)) btn_2=wx.Button(self, -1, '等值线图', size=(80, 30)) btn_1.Bind(wx.EVT_BUTTON, self.on_scatter) btn_2.Bind(wx.EVT_BUTTON, self.on_contour) sizer_btn=wx.BoxSizer() sizer_btn.Add(btn_1, 0, wx.RIGHT, 20) sizer_btn.Add(btn_2, 0, wx.LEFT, 20) sizer_max=wx.BoxSizer(wx.VERTICAL) sizer_max.Add(self.canvas, 1, wx.EXPAND | wx.ALL, 10) sizer_max.Add(sizer_btn, 0, wx. ALIGN_CENTER | wx.BOTTOM, 20) self.SetSizer(sizer_max) self.Layout() def on_scatter(self, evt): """散点图""" x=np.random.randn(50) # 随机生成50个符合标准正态分布的点(x坐标) y=np.random.randn(50) # 随机生成50个符合标准正态分布的点(y坐标) color=10 * np.random.rand(50) # 随即数,用于映射颜色 area=np.square(30*np.random.rand(50)) # 随机数表示点的面积 self.fig.clear() ax=self.fig.add_subplot(111) ax.scatter(x, y, c=color, s=area, cmap='hsv', marker='o', edgecolor='r', alpha=0.5) self.canvas.draw() def on_contour(self, evt): """等值线图""" y, x=np.mgrid[-3:3:60j, -4:4:80j] z=(1-y**5+x**5)*np.exp(-x**2-y**2) self.fig.clear() ax=self.fig.add_subplot(111) ax.set_title('有填充的等值线图') c=ax.contourf(x, y, z, levels=8, cmap='jet') self.fig.colorbar(c, ax=ax) self.canvas.draw()
                                if __name__=='__main__': app=wx.App() frame=MainFrame(None) frame.Show() app.MainLoop()

                                代码运行界面如下图所示。

                                7.2. 集成OpenGL

                                wx.glcanvas.GLCanvas是wxPython为显示OpenGL提供的类,顾名思义,可以将其理解为OpenGL的画板。有了这个画板,我们就可以使用OpenGL提供的各种工具在上面绘制各种三维模型了。下面的代码仅是一个demo,并未构建投影系统和视点系统。

                                • import numpy as npfrom OpenGL.GL import *
                                  import wxfrom wx import glcanvas
                                  class MainFrame(wx.Frame): """从wx.Frame派生主窗口类""" def __init__(self, parent): """构造函数""" wx.Frame.__init__(self, parent, style=wx.DEFAULT_FRAME_STYLE) self.canvas=glcanvas.GLCanvas(self, style=glcanvas.WX_GL_RGBA|glcanvas.WX_GL_DOUBLEBUFFER|glcanvas.WX_GL_DEPTH_SIZE) self.context=glcanvas.GLContext(self.canvas) self.csize=self.canvas.GetClientSize() self.SetTitle('集成OpenGL') self.SetIcon(wx.Icon('res/wx.ico')) self.SetBackgroundColour((224, 224, 224)) # 设置窗口背景色 self.SetSize((800, 600)) self.Center() sizer_max=wx.BoxSizer() sizer_max.Add(self.canvas, 1, wx.EXPAND|wx.ALL, 5) self.SetSizer(sizer_max) self.Layout() self.Bind(wx.EVT_SIZE, self.on_resize) self.canvas.SetCurrent(self.context) glClearColor(0,0,0,1) # 设置画布背景色 self.draw() def on_resize(self, evt): """窗口改变事件函数""" self.canvas.SetCurrent(self.context) self.csize=self.GetClientSize() self.draw() evt.Skip() def draw(self): """绘制""" # 清除屏幕及深度缓存 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT) # --------------------------------------------------------------- glBegin(GL_LINES) # 开始绘制线段(坐标轴) # 以红色绘制x轴 glColor4f(1.0, 0.0, 0.0, 1.0) # 设置当前颜色为红色不透明 glVertex3f(-0.8, 0.0, 0.0) # 设置x轴顶点(x轴负方向) glVertex3f(0.8, 0.0, 0.0) # 设置x轴顶点(x轴正方向) # 以绿色绘制y轴 glColor4f(0.0, 1.0, 0.0, 1.0) # 设置当前颜色为绿色不透明 glVertex3f(0.0, -0.8, 0.0) # 设置y轴顶点(y轴负方向) glVertex3f(0.0, 0.8, 0.0) # 设置y轴顶点(y轴正方向) # 以蓝色绘制z轴 glColor4f(0.0, 0.0, 1.0, 1.0) # 设置当前颜色为蓝色不透明 glVertex3f(0.0, 0.0, -0.8) # 设置z轴顶点(z轴负方向) glVertex3f(0.0, 0.0, 0.8) # 设置z轴顶点(z轴正方向) glEnd() # 结束绘制线段 # --------------------------------------------------------------- glBegin(GL_TRIANGLES) # 开始绘制三角形(z轴负半区) glColor4f(1.0, 0.0, 0.0, 1.0) # 设置当前颜色为红色不透明 glVertex3f(-0.5, -0.366, -0.5) # 设置三角形顶点 glColor4f(0.0, 1.0, 0.0, 1.0) # 设置当前颜色为绿色不透明 glVertex3f(0.5, -0.366, -0.5) # 设置三角形顶点 glColor4f(0.0, 0.0, 1.0, 1.0) # 设置当前颜色为蓝色不透明 glVertex3f(0.0, 0.5, -0.5) # 设置三角形顶点 glEnd() # 结束绘制三角形 # --------------------------------------------------------------- glBegin(GL_TRIANGLES) # 开始绘制三角形(z轴正半区) glColor4f(1.0, 0.0, 0.0, 1.0) # 设置当前颜色为红色不透明 glVertex3f(-0.5, 0.5, 0.5) # 设置三角形顶点 glColor4f(0.0, 1.0, 0.0, 1.0) # 设置当前颜色为绿色不透明 glVertex3f(0.5, 0.5, 0.5) # 设置三角形顶点 glColor4f(0.0, 0.0, 1.0, 1.0) # 设置当前颜色为蓝色不透明 glVertex3f(0.0, -0.366, 0.5) # 设置三角形顶点 glEnd() # 结束绘制三角形 # 交换缓冲区 self.canvas.SwapBuffers()
                                  if __name__=='__main__': app=wx.App() frame=MainFrame(None) frame.Show() app.MainLoop()

                                  代码运行界面如下图所示。

                                  原文链接:https://blog.csdn.net/xufive/article/details/124548040

                                  END


                                  成就一亿技术人

篇文章已经默认你有了基础的 ES6 和 javascript语法 知识。

本篇文章比较细致,如果已经对同步异步,单线程等概念比较熟悉的读者可以直接阅读执行栈后面的内容了解 event loop 原理

在了解 JavaScript 事件循环机制之前,得先了解同步与异步的概念

同步与异步

  1. 同步(Sync
const cal=()=> {    for (let i=0; i < 1e8; i++) {        // 做一些运算    }} cal();console.log("finish");

同步的含义是如果一个事情没有做完,则不能执行下一个。

在这里的例子如果 cal 函数没有执行完毕 console.log 函数是不会执行的

对于 cal 称为 同步函数。

  1. 异步 (ASync)
$.ajax("xxx.com", function(res) {    // ...}); console.log("finish");

在上述代码中,$.ajax 的执行是异步的,不会阻塞 console.log 的运行

即不必等到 $.ajax 请求返回数据后,才执行 console.log

对于 $.ajax 称为异步函数。

为什么要有异步函数?

单线程

javascript 是一门单线程语言,只能同时做一件事情。

如果没有异步函数,堵塞在程序的某个地方,会导致后面的函数得不到执行,浏览器作为用户交互界面,显然要能及时反映用户的交互,因此要有异步函数。

为什么 javascript 不采用多线程呢?专门派发一个线程去处理用户交互他不好吗?

这个你可能得去问 javascript 的作者了。

执行栈

由于 javascript 是单线程语言,因此只有一个执行栈(调用栈)

function baz() {    console.log("exec")} function bar() {    baz();} function foo() {    bar();} foo();

我们可以用一个动画来演示执行栈的调用过程

根据动画流程,我们详细说一下调用栈的情况

  1. main 函数,也就是把整个 javascript 看成一个函数,入栈
  2. foo 函数被执行,入栈
  3. bar 函数被执行,入栈
  4. baz 函数被执行,入栈
  5. console.log 函数被执行,入栈
  6. console.log 函数执行完毕,出栈
  7. baz 函数执行完毕,出栈
  8. bar 函数执行完毕,出栈
  9. foo 函数执行完毕,出栈
  10. main 函数执行完毕,出栈

这种调用栈可以在程序报错的时候起到很好的 debug 的作用

function baz() {    throw new Error("noop!");} function bar() {    baz();} function foo() {    bar();} foo();

在查看错误中,我们明显的看到了之前提到的调用栈。

刚才的程序并无异步函数,

如果我们在程序中用到了异步函数

console.log("begin"); setTimeout(function cb(){  console.log("finish")}, 1000);

这个时候我们再看执行栈

进栈出栈过程类似上面的分析,可是在这里,直到 main 函数执行完了,我们都没看到 cb 函数执行,可是确确实实 1000ms 左右后 cb 函数真的执行了,这里面是发生了什么情况?

在解释这个之前,我们先引入两个概念

宏观任务和微观任务

1. 宏观任务

在 ES5 之前,异步操作由宿主发起,JavaScript 引擎并不能发起异步操作,这类的异步任务称为宏观任务,比较典型的有

setTimeout(()=> {    console.log("exec")}, 2000);

2.微观任务

在 ES5 之后出现了 Promise ,用于解决回调地狱的问题,这个函数也是异步的,会等到 fulfill(resolve 或 reject) 后才会执行 then 方法

new Promise((resolve, reject)=> {    resolve("hello world")}).then(data=> {    console.log(data)})

这个异步任务,由 v8 引擎发起 称为微观任务

这两类任务对 event loop 也有影响

接下来进入本文章重点!!

event loop

event loop 分为浏览器环境和 node 环境,实现是不一样的,本篇文章暂时只讨论浏览器环境下的 event loop

1. 浏览器环境下的 event loop

接下来,我们具体看一个很大的例子

console.log("1"); setTimeout(function cb1(){    console.log("2")}, 0); new Promise(function(resolve, reject) {    console.log("3")    resolve();}).then(function cb2(){    console.log("4");}) console.log("5")

这段代码用 event loop 的解释是这样的

用文字解释如下,上述动画以及文字解释忽略 main 函数

  1. console.log("1") 入栈出栈,控制台显示 1
  2. setTimeout 入栈,加入异步任务队列(此时处于等待执行完成的状态,对于setTimeout来说就是等待延迟时间算执行完成,对于Promise 来说就是被 fulfill 了才算执行完成。
  3. new Promise 入栈出栈,控制台显示 3,并且把函数放入异步队列,等待完成了,就执行 then 方法,这里的话,演示动画忘记加上了。
  4. console.log(5) 入栈出栈,控制台显示 5

至此,主函数内的任务全部执行完毕,

这里需要先知道,当任务放入异步任务队列后他们如果完成了,就会自动进入微观任务或者宏观任务队列。

这个时候 event loop 检索微观任务队列是否有任务,如果有,就拖到 执行栈中执行,如果没有的话,就检索宏观任务队列是否有任务。

而且,如果一旦微观任务队列有任务,就一定会先执行微观任务队列的。

如果一旦执行栈有任务就一定会先执行执行栈的。

可以用代码表述如下

while (true) {    while (如果执行栈有任务) {        // 执行    }    if (微观任务队列有任务) {        // 执行        continue;    }    if (宏观任务队列有任务) {        // 执行        continue;    }}

至此,我们很容易得到上面的代码的执行结果是

"1", "3", "5", "4", "2"

在做一个宏观任务嵌套微观任务的例子加深上述流程的理解。

console.log("1"); setTimeout(()=> {    console.log("2")    new Promise(resolve=> {      resolve()    }).then(()=> {      console.log("3")    })}, 0); setTimeout(()=> {  console.log("4")}, 0); console.log("5")

执行结果会是

"1", "5", "2", "3", "4"


者:Fooisart https://www.jianshu.com/p/e21eb60a2c41

jdk中能够实现定时器功能的大致有三种方式:

  • java.util.Timer
  • java.util.concurrent.DelayQueue
  • java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor

静下心来,咱们一一探究。

一. java.util.Timer

示例代码:

/**
 * 安排指定的任务task在指定的时间firstTime开始进行重复的固定速率period执行
 * 每天中午12点都执行一次
 *
 * @author Fooisart
 * Created on 21:46 14-01-2019
 */
public class TimerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Timer timer=new Timer();
        Calendar calendar=Calendar.getInstance();
        calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 12);//控制小时
        calendar.set(Calendar.MINUTE, 0);//控制分钟
        calendar.set(Calendar.SECOND, 0);//控制秒
        Date time=calendar.getTime();//执行任务时间为12:00:00

        //每天定时12:00执行操作,每隔2秒执行一次
        timer.schedule(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(new Date() + "执行任务。。。");
            }
        }, time, 1000 * 2);
    }
}

Demo中使用了Timer实现了一个定时任务,该任务在每天12点开始执行,并且每隔2秒执行一次。

顺手牵羊:查看源码时,无意发现Timer中有schedule与scheduleAtFixedRate,它俩都可以到约定时间按照指定时间间隔执行。然而它俩的区别是什么呢?官方解释:一个是Fixed-delay,一个是Fixed-rate。那么这两个词到底是什么意思呢?把demo中的代码运行一遍,然后把schedule换成scheduleAtFixedRate,就全部了然了。

示例代码中较为简洁,能看出控制执行时间的方法应该是 timer.schedule(),跟进去看源码:

public void schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period) {
        if (period <=0)
            throw new IllegalArgumentException("Non-positive period.");
        sched(task, firstTime.getTime(), -period);
    }
  • task 表示要执行的任务逻辑
  • firstTime 表示第一次执行的时间
  • period 表示每次间隔时间

继续跟进:

private void sched(TimerTask task, long time, long period) {
        //省略非重点代码
        synchronized(queue) {
            if (!thread.newTasksMayBeScheduled)
                throw new IllegalStateException("Timer already cancelled.");

            synchronized(task.lock) {
                if (task.state !=TimerTask.VIRGIN)
                    throw new IllegalStateException(
                        "Task already scheduled or cancelled");
                task.nextExecutionTime=time;
                task.period=period;
                task.state=TimerTask.SCHEDULED;
            }

            queue.add(task);
            if (queue.getMin()==task)
                queue.notify();
        }
    }

这里其实做了两个事情

  • 给task设定了一些参数,类似于初始化task。这里还给它加了把锁,可以思考一下为甚要在此初始化?为何要加锁?(不是本文范畴,各位伙伴自行思考)
  • 把初始化后的task加入到queue中。

读到这里,我们还是没有看到到底是如何实现定时的?别着急,继续。进入queu.add(task)

/**
    * Adds a new task to the priority queue.
    */
   void add(TimerTask task) {
       // Grow backing store if necessary
       if (size + 1==queue.length)
           queue=Arrays.copyOf(queue, 2*queue.length);

       queue[++size]=task;
       fixUp(size);
   }

这里注释提到,加入一个新任务到优先级队列中去。其实这里的TimerTask[]是一个优先级队列,使用数组存储方式。并且它的数据结构是heap。包括从fixUp()我们也能看出来,它是在保持堆属性,即堆化(heapify)。

那么能分析的都分析完了,还是没能看到定时是如何实现的?再次静下来想一想,定时任务如果想执行,首先得启动定时器。所有咱们再次关注构造方法。

Timer一共有4个构造方法,看最底层的:

public Timer(String name) {
        thread.setName(name);
        thread.start();
    }

可以看到,这里在启动一个thread,那么既然是一个Thread,那肯定就得关注它的 run()方法了。进入:

public void run() {
        try {
            mainLoop();
        } finally {
            // Someone killed this Thread, behave as if Timer cancelled
            synchronized(queue) {
                newTasksMayBeScheduled=false;
                queue.clear();  // Eliminate obsolete references
            }
        }
    }

继续进入mainLoop():

/**
     * The main timer loop.  (See class comment.)
     */
    private void mainLoop() {
        while (true) {
            try {
                TimerTask task;
                boolean taskFired;
                synchronized(queue) {
                    //省略
                    long currentTime, executionTime;
                    task=queue.getMin();
                    synchronized(task.lock) {
                        if (task.state==TimerTask.CANCELLED) {
                            queue.removeMin();
                            continue;  // No action required, poll queue again
                        }
                        currentTime=System.currentTimeMillis();
                        executionTime=task.nextExecutionTime;
                        if (taskFired=(executionTime<=currentTime)) {
                            if (task.period==0) { // Non-repeating, remove
                                queue.removeMin();
                                task.state=TimerTask.EXECUTED;
                            } else { // Repeating task, reschedule
                                queue.rescheduleMin(
                                  task.period<0 ? currentTime   - task.period
                                                : executionTime + task.period);
                            }
                        }
                    }
                    if (!taskFired) // Task hasn't yet fired; wait
                        queue.wait(executionTime - currentTime);
                }
                if (taskFired)  // Task fired; run it, holding no locks
                    task.run();
            } catch(InterruptedException e) {
            }
        }
    }

从上述源码中,可以看出有两个重要的if

  • if (taskFired=(executionTime<=currentTime)),表示已经到了执行时间,那么下面执行任务就好了;
  • if (!taskFired),表示未到执行时间,那么等待就好了。那么是如何等待的呢?再仔细一看,原来是调用了Object.wait(long timeout)。

到这里我们知道了,原来jdk中的定时器是这样实现的啊,等待是使用最简单的Object.wait()实现的啊!别着急,这里有个小提问:使用Therad.sleep()可以实现嘛?如果可以,为何不用呢?

java.util.concurrent.DelayQueue

比较细致地分析了java.util.Timer,DelayQueue也大同小异。整理一下心情,重新出发。

先上示例代码:

DelayQueue它本质上是一个队列,而这个队列里也只有存放Delayed的子类才有意义,所有定义了DelayTask:

public class DelayTask implements Delayed {
    private Date startDate=new Date();
    public DelayTask(Long delayMillions) {
        this.startDate.setTime(new Date().getTime() + delayMillions);
    }

    @Override
    public int compareTo(Delayed o) {
        long result=this.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS)
                - o.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS);
        if (result < 0) {
            return -1;
        } else if (result > 0) {
            return 1;
        } else {
            return 0;
        }
    }

    @Override
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        Date now=new Date();
        long diff=startDate.getTime() - now.getTime();
        return unit.convert(diff, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
}
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BlockingQueue<DelayTask> queue=new DelayQueue<>();
        DelayTask delayTask=new DelayTask(1000 * 5L);
        queue.put(delayTask);
        while (queue.size()>0){
            queue.take();
        }
    }

看main方法,主要做了三件事:

  • 构造DelayTask,其中的延迟时间是5秒
  • 将任务放入队列
  • 从队列中取任务

DelayQueue跟刚才的Timer.TaskQueue是比较相似的,都是优先级队列,放入元素时,都得堆化(DelayQueue.put()如果元素满了,会阻塞。自行研究)。重点看queue.take()。

public E take() throws InterruptedException {
        final ReentrantLock lock=this.lock;
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            for (;;) {
                E first=q.peek();
                if (first==null)
                    available.await();
                else {
                    long delay=first.getDelay(NANOSECONDS);
                    if (delay <=0)
                        return q.poll();
                    first=null; // don't retain ref while waiting
                    if (leader !=null)
                        available.await();
                    else {
                        Thread thisThread=Thread.currentThread();
                        leader=thisThread;
                        try {
                            available.awaitNanos(delay);
                        } finally {
                            if (leader==thisThread)
                                leader=null;
                        }
                    }
                }
            }
        } finally {
            if (leader==null && q.peek() !=null)
                available.signal();
            lock.unlock();
        }
    }

源码中出现了三次await字眼:

  • 第一次是当队列为空时,等待;
  • 第二次等待是因为,发现有任务,没有到执行时间,并且有准备执行的线程(leader)。咱们得讲理吧,既然已经有人在准备执行了,咱们就得等吧。
  • 第三次是真正延时的地方了,available.awaitNanos(delay),此时也没有别的线程要执行,也就是我将要执行,所有等待剩下的延迟时间即可。

这里咱们明白了,DelayQueue的等待是通过Condition.await()来实现的。请注意,这里又有一个小问题了:Object.wait()与Conditon.await()有何异同?

java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor

由于ScheduledThreadPoolExecutor涉及到的线程池(ThreadPoolExecutor)内容较多,所有就不详细分析了,也考虑到读到这里,难免有些疲倦。直接简述一下结论:在创建ScheduledThreadPoolExecutor时,线程池的工作队列使用的是DelayedWorkQueue,它的take()方法,与DelayQueue.take()方法极其相似,也有三个等待。

至此,要结束了。总结一下,jdk中实现定时器一共有两种方式:

  1. 使用Object.wait()
  2. 使用Conditon.await()

还记得文中的两个小提问嘛:

  1. 使用Thread.sleep()可以实现嘛?如果可以,为何不用呢?
  2. Object.wait()与Conditon.await()有何异同?