openjfx（javaFX）介绍

基于JavaSE8，openjfx由几个组件构成：图形引擎Prism,窗体引擎glass，媒体引擎和一个web引擎。

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特性


  • FXML是一种基于XML的声明式标记语言，用于描述JavaFX应用程序的用户界面。设计师可以在FXML中编码或者使用JavaFX Scene Builder来交互式地设计图形用户接口（GUI）。Scene Builder所生成的FXML标记可以与IDE对接，这样开发者可以添加业务逻辑。类似安卓界面开发。
  • 它是一个使用了WebKitHTML技术的Web组件，可用于在JavaFX应用程序中嵌入Web页面。在WebView中运行的JavaScript可以方便地调用JavaAPI，并且JavaAPI也可以调用WebView中的JavaScript。
  • 与Swing互操作：现有的Swing程序可以通过JavaFX的新特性升级，例如多媒体播放和Web 内容嵌入。在JavaFX8中加入了SwingNode类，它可以将Swing内容嵌入到JavaFX程序中。
  • 内置的UI控件和CSS：JavaFX提供了开发一个全功能应用程序所需的所有主要控件。这些组件可以使用标准的Web技术如CSS来进行装饰。在JavaFX8中，DatePicker和TreeView UI控件是可用的，并且可以使用标准的Web技术如CSS来进行美化。
  • Modena主题：在JavaFX8中，提供了新的Modena主题来替换原来的Caspian主题。不过在Application的start()方法中，可以通过加入setUserAgentStylesheet(STYLESHEET_CASPIAN)代码行来继续使用Caspian主题。(eguid原创文章，转载 请注明出处)
  • 3D图像处理能力：在JavaFX8中的3D图像处理API中加入了一些新的API，包括Shape3D (Box, Cylinder, MeshView和Sphere 子类)，SubScene, Material, PickResult, LightBase (AmbientLight 和PointLight子类)，SceneAntialiasing等。在本次发布中Camera类API也得到了更新。
  • Canvas API：Canvas API允许在由一个图形元素（node）组成的JavaFX场景（Scene）的一个区域中直接绘图。
  • Printing API：JavaFX 8中加入了print包并且提供了打印功能公共类。
  • Rich Text支持:JavaFX提供了更为强大的文本支持能力，包括双向文字（例如阿拉伯语）、复杂文字脚本，例如Thai、Hindu文字，并且支持多行、多种风格的文本节点。
  • 多点触摸：基于底层平台的功能JavaFX提供了对多点触摸的支持。
  • Hi-DPI支持：JavaFX 8现在支持Hi-DPI显示。
  • 图形渲染硬件加速：JavaFX图像均基于图形渲染流水线（Prism）。JavaFX提供更为平滑的图像并且在显卡或图像处理单元（Graphics processing unit，GPU）支持的情况下通过Prism来获得更快的渲染速度。如果GPU不支持对应的图形处理功能，则Prism会使用软件渲染方式来替代。
  • 高性能多媒体引擎：媒体流水线支持对Web媒体内容的播放。它提供了一个基于GStreamer多媒体框架的稳定、低延迟的多媒体处理框架。
  • 自包含的应用部署模型：自包含应用包具有应用所需的所有资源、包括一个Java和JavaFX运行时的私有拷贝。它们可作为操作系统原生安装包发布，并提供与原生应用相同的安装和运行体验。

架构

组件

场景图

Scene gragh是应用的入口，他是一个层级结构的节点树，可以处理输入，也可以被渲染。

场景图中的一个元素被称为节点，每个节点都包含一个id，样式类和包围盒（bounding volume）。除了根节点外，场景图中所有节点都有一个父节点，0或多个字节带你，节点包含以下特性：


  • 效果（Effects），模糊和阴影
  • 不透明度（Opacity）
  • 变换（Transforms）
  • 事件处理器（Event handlers，鼠标、键盘和输入法）
  • 应用相关的状态（Application-specific state）
    和Swing与AWT不同的是，场景图还包含矩形、文本、空间、布局容易、图像和多媒体。
    javafx.scene api允许创建和定义各种内容，比如：
  • 节点（Nodes）：形状（2d,3d）、图像、多媒体、内嵌web浏览器、文本、UI控件、图表、组和容器。
  • 状态（State）：变换（节点定位和方向）、视觉效果、内容和其他视觉效果
  • 效果（Effects）:可以改变场景图节点的外观，例如模糊、阴影和图像调整。

图形系统

图形系统支持2d和3d场景图，当系统中的硬件不支持时，将提供软件渲染（也就是cpu渲染）。


  • windows xp和vista上的directx 9
  • windows 7上的directx 11
  • mac、Linux、嵌入式设备上的OpenGL
  • 当硬件不支持时使用软件渲染（cpu渲染，内置在jre中）

Glass窗体工具包

Glass窗体工具包（Glass window toolkit）提供本地操作，例如：窗体、计时器、皮肤。它是JavaFX层与本地操作系统的平台无关层。它还负责管理事件队列，该事件队列与javaFX应用在同一个线程上。AWT中本地系统中的那部分代码运行在一个县城里，而Java部分运行在另外一个线程里，导致了很多问题，这些问题在javafx中得到了解决。

线程

javafx的程序和渲染线程是分开的，应用运行时会有两个或更多线程：


  • javafx应用程序线程（主线程，用于控制场景图，场景图只能由该线程来访问，所以嵌入swing会出现问题）
  • prism渲染线程（用于处理渲染工作，与事件调度独立，使得渲染可以与程序并行，在上一帧被系统渲染时，线程可以并行的处理下一帧）
  • 多媒体线程（在后台运行，使用javafx应用程序线程在场景图中同步最近的帧，像素调度线程）


线程调度结构(eguid 原创 文章，-转载-请注明出处)
线程1 --> 线程2 --> 主线程
prism渲染 --> 多媒体线程（调度线程） --> 窗体\场景图


脉冲（Pulse）

脉冲是一个异步事件，用于异步通知场景图何时使用prism来同步场景图上元素的状态，一个脉冲被限制最多60帧/秒（fps），并且会在场景图上运行动画时被触发，即使动画没有运行，如果场景图中的内容发生改变，也会使脉冲被调度。

例如一个button位置被改变，脉冲就会被调度。layout和css也会触发脉冲调度，系统在每个脉冲之上会自动进行一次css和布局处理，来降低对系统性能的影响，场景图中的某个改变会导致很多布局和css的更新，这些更新会影响系统性能，可以根据需要在脉冲之前触发布局。

Glass windowtoolkit负责使用高分辨率的本地计时器来执行脉冲事件。

多媒体和图像

可以通过javafx.scene.media API来访问多媒体功能，支持视频和音频。格式支持mp3,aiff,wav和flv视频。

多媒体组件由三个：


  • Meida对象-表示一个多媒体文件
  • MediaPlayer-用于播放文件
  • MediaView-用于显示内容

web组件

web组件（Web component）是一个基于webkit的Javafx ui空间，提供了一个web viewer，并通过api提供了完全的浏览功能，支持全部浏览器功能：


  • 渲染本地或这远程url的html内容
  • 支持历史记录、后退、前进导航
  • 内容重加载
  • 向web组件添加效果
  • 编辑html内容
  • 执行js脚本
  • 事件处理
    这个嵌入式的浏览器组件由以下类组成：
  • webEngine提供了基本的web页面浏览功能
  • webview封装了webEngine对象，并将html整合到应用场景之中，并提供属性和方法来增加效果、变换。它是Node类的一个扩展。
  • 支持Java和js的互相调用

css

javafx支持层叠样式表（css），其提供了在不修改程序代码的情况下自定义应用程序外观的能力。css可以被添加到任何场景图中的节点之上，且这个过程时异步的。也支持在运行时添加css到场景中，这使得动态改变应用程序外观变得可行。


注意(eguid 原创 文章，【转载】请注明出处)
javafx 的css时基于W3C CSS标准2.1版本，对3.0版本支持较少，只有少量的css3.0特性


UI控件

javafx UI控件可以通过javafx api来使用，这些控件通过场景图中的节点来构建。这些控件充分利用了javaFX平台丰富的视觉功能，并且支持多种操作系统。css可以对UI控件进行主题和风格控制。

布局

布局容器（Layout contaniner）或者面板（Pane）可以对javafx应用程序中的UI控件进行灵活、动态排布。

Layout api包含：


  • BorderPane类将其内容节点放到上、下、左、右、中各个区域中。
  • HBox类将其内容节点横向排成一列。
  • StackPane类将其内容节点摞在一起（可以用作游戏里的多层布局）
  • GridPane类按行列来布局内容节点，类似bootstrap
  • FlowPane类按内容行或列进行流式布局，当遇到横向或纵向的边界时自动进行换行或换列。
  • TilePane类将其内容放到统一大小的单元格中。
  • AnchorPane类可以创建锚节点，将控件停靠于布局的上下左右各边，也可以剧中停靠。
    可以通过嵌套使用各类布局来灵活布局结构。

2d和3d变换

在javafx场景图中每个节点都可以使用下面的Javafx.scene.tranform的类来进行x-y坐标系变换。


  • translate - 将一个节点的xyz坐标系从一个位置移动到另一个。
  • scale - 将一个节点在xyz总表系统根据缩放因子进行缩放。
  • shear - 旋转一个坐标轴，这样x,y轴就不再是垂直的了。节点坐标值会过根据制定的背书进行变换。
  • rotate - 根据scene中指定的一个支点对节点进行旋转。
  • affine - 执行从一个2d/3d坐标系到另外一个2d/3d坐标系的线性映射，同时保留线条的‘straight’和‘parallel’属性。这个类应与Translate、scale、rotate、shear变换使用，一般不要直接使用。

视觉效果

在场景图中开发富客户端界面，包括使用视觉效果来美化程序的外观。javafx的视觉效果主要基于像素的图像，因此他们需要先获取场景图中节点渲染成图像，再将视觉效果添加上去。

提供下面的类来提供一些常用的视觉效果：


  • drop shadow - 应用视觉效果后将为给定的内容渲染一个阴影。
  • reflection - 再真实的内容后面渲染一个反射倒影。
  • lighting - 模仿一个光源的照射效果，使一个平面的对象看起来更真实、具有3d效果。

测试使用

测试使用每个功能实际效果

节点


  • Node：所有场景图节点的抽象基础类。
  • Parent：所有分支节点的抽象基础类。（此类直接继承Node类）
  • Scene：场景图中所有内容的基本容器类。

场景节点（Scene）

场景是所有内容的基本容器(eguid原创文章，转载请注明出处)


  • 设置摄像机(Camera)，用来设置可是范围
  • 填充颜色
  • 设置鼠标样式
  • 监听触摸、鼠标、键盘事件
  • 设置和获取当前场景参数

Scene.setUserData(Object obj);
  Scene.getUserData();