Java的GUI发展-AWT/SWT/Swing

                                                                  从AWT到Swing，再从SWT到Swing

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gui

    应用程序是软件的一种主要类型，所以java的gui库应该是标准化并被集成到jre平台中的。然而不同的操作系统有不同的gui风格和组件集。有一些组件在所以平台上有相似的观感。这些共有组件如按钮，标签，文本域，单选框等被称为标准组件。不同的gui工具集提供了不同的组件集。gui工具集总是遵循不同的原则来选择组件类型和特征以实现。考察一个工具集，有两个不同的要素：组件类型和组件特征。

一、GUI特性：组件类型和组件特征

1、terms

    首先让我图解两个数学概念：最大公约数和最小公倍数。三个集合代表不同的操作系统。相交的部分是最大公约数，合并的部分是最小公倍数。

现在让我们来考察java gui工具集awt，swt和swing的区别。

2、awt

    awt组件集遵循最大公约数原则，即awt只拥有所有平台上都存在的组件的公有集合。所以你在awt中无法获取如表或树等高级组件，因为它们在某些平台上不支持。awt的组件特征同样遵循这一原则。它只提高平台上公有的特征。例如awt按钮不能附着图片，因为在motif平台上，按钮是不支持图片的。

    由于它低劣的组件集和特征，awt无法吸引开发者。它是sun不推荐使用的，只是为了确保向下兼容和支持swing。

3、swt

    swt 最初的目标之一是为了提供比awt更为丰富的组件集。它遵循最小公倍数原则以提供一个各个平台上包含的组件的并集。思路是如果一个组件在某个平台上包含，那么swt就会包装它并用java代码和jni来调用它。如果一个组件在某一平台上不存在，它就会用继承并绘制composite的方式来模拟组件。一个 swt composite类似于awt的canvas。以这种方式，swt提供了较awt更为丰富的组件集。值得指出的是swt的jni封装不同于awt，它的模拟也不同于swing。

    在组件特征方面，swt类似于awt。它遵循最小公倍数原则。在早期的swt版本中，swt按钮因为和awt同样的原因不支持附着图片。在之后的版本中，许多缺失的特征采用模拟的方式补全。但仍有许多特征无法采用纯粹的模拟实现。swt将组件的控制交给本地操作系统。它难以扩展。只有例如图形装饰等特征可以借助模拟绘制来自定义实现。所以严格意义上将，swt组件的组件集和特征因其难于扩展而不如swing来得丰富。

4、swing

    swing 是三者中最强大和灵活的。

    在组件类型上，它遵循最大公约数原则。由于swing可以控制自身gui系统的全部并有很好的可扩展和灵活性，它几乎可以创建所有你想象得到的组件。唯一的限制是它的awt容器。在swing中你还不能跨平台地实现真正的透明化和不规则矩形窗口，因为swing依赖于awt顶层容器例如applet, window, frame and dialog等。除此之外，swing几乎实现了所有平台上的标准组件。

    在组件特征上，swing遵循最小公倍数原则。它拥有所有平台上可提供的组件特征。不仅如此，你还可以继承已有的swing组件并添加新的特性。

上面比较主要是在api级别上的。让我们将比较的焦点转移到实现细节上。awt，swt和swing的区别是swing是纯java实现，而swt和awt 是java和jni的混合。当然，它们的目标都是相同的，提供一个跨平台的apis。然而为了达到这一点，swt和awt不得不牺牲一些组件和特性以提供一个通用的apis。

二、实现细节方面

1、awt

    一个awt组件通常是一个包含了对等体接口类型引用的组件类。这个引用指向本地对等体实现。举java.awt.label为例，它的对等体接口是 labelpeer。labelpeer是平台无关的。在不同平台上，awt提供不同的对等体类来实现labelpeer。在windows上，对等体类是wlabelpeer，它调用jni来实现label的功能。这些jni方法用c或c++编写。它们关联一个本地的label，真正的行为都在这里发生。作为整体，awt组件由awt组件类和awt对等体提供了一个全局公用的api给应用程序使用。一个组件类和它的对等体接口是平台无关的。底层的对等体类和jni代码是平台相关的。

 

2、swt

    swt也使用jni的方法论来实现。但细节不同于awt。swt的拥护者听到人们拿swt和awt相提并论可是会很生气的，steve northover，swt之父，就曾为此抱怨过。

    没错，它们是不同的。让我们深究swt的代码。在swt中，各个平台上唯一相同的部分是组件的接口，是类和方法的定义签名。所有的底层代码都是平台差异的。 swt为每个平台提供了os类。这个类用jni封装了许多本地apis。swt组件类通过把这些jni方法黏合在一起提供一个有意义的功能。

例如，在windows上，文本域的选择是由一个系统调用处理的。这个系统调用在windows的os类中作为一个本地方法实现。所以在windows平台的text的setselection方法中只用到了一个jni调用。然而，在motif上，文本域的选择包含两个本地调用。swt就在motif的os类中实现了两个调用。所以在motif上组件类需要作两次调用来实现文本的选择。

    现在你应该能看出swt和awt的最大不同了，它们使用了不同的对等体编程方式来消除平台差异。swt用java代码或有jni实现的java对等体来黏合系统调用。而awt把代码包含在对等体中，使情况复杂化了，我个人觉得swt的方法更加明智。

3、swing

    到了swing这里，一切就变得清晰和直接了。除了顶层容器，swing的实现不依赖于具体平台。它掌管了所有的控制和资源。swing所需要的是事件输入来驱动系统，以及承接自顶层awt容器的图形处理，字体和颜色。普通的swing组件可以看作是awt容器的一块逻辑区域。它们并没有注册对等体。所有添加到同一顶层容器的swing组件共享它的awt对等体以获取系统资源，如字体，图形处理等。swing将组件自己的数据结构存储在jvm的空间中。它完全由自己管理画图处理，事件分发和组件布局。

 

三、对比分析

1、本地组件的引用方式

    由于awt和swt都持有对本地组件的引用，它们必须以正确的方式释放这些引用以避免内存泄露和jvm崩溃。awt将绝大多数资源管理任务交给系统，将开发者从单调乏味的资源管理中解救出来。然而这使得awt的实现复杂化了。一旦它实现了，开发者很少有机会犯错误并使他们的程序崩溃。

    swt 用的是另一种方法。大体上，swt让开发者自己来管理资源。它的一条著名的规则是：谁创建，谁释放。因此开发者必须谨慎地显式调用dispose方法释放每一个由他创建的组件和资源。这简化了swt的实现模型，但把开发者摆在了因错误编码而易于造成程序崩溃这一风险之上。

2、模拟方式的区别

    swt和swing在它们的实现上都使用了模拟。swt只模拟平台上缺失的组件。区别是swt的模拟更像是awt的canvas实现的模拟。swt的 composite类有它自己在操作系统中相应的对等体。它从自己的对等体中获得所有它所需要的资源如图形处理的对象，字体和颜色等。它直接从操作系统获取所有的事件并进行处理。然而，swing组件在操作系统中没有相应的对等体。它只是一块顶层容器中的逻辑区域，实际上它从顶层容器的对等体中借用资源。 swing的事件并不是底层系统产生的事件。它们实际是由顶层容器处理awt事件所产生的伪事件。我们会在稍后的事件部分中详细介绍它。

3、图形层结构

    另一个不同之处是swing组件的z-order系统是来自于awt组件的。如上所述，swing组件与顶层awt容器共享一个对等体。因此，swing组件也和顶层容器有相同的z-order。swt和awt组件都有不同于顶层容器的z-order，通常是高于顶层容器。故而如果awt组件和swing组件混合在一起的话，swing组件将可能被awt组件遮住。当操作系统开始更新ui的时候，顶层容器和swing组件总是先于awt组件绘制。当它们完成绘制，awt组件会覆盖swing可能绘制过的地方。因此不提倡swing和awt组件的混用。如果有一个浮动的swing组件如菜单，awt组件很可能遮盖菜单。以上是awt，swt和swing的区别的介绍。