在不冻结 UI 线程的情况下实现游戏循环的最佳方法

Question

我正在尝试用 Java 制作一个简单的 2D 游戏。

到目前为止，我有一个带有菜单栏的 JFrame 和一个扩展 JPanel 并覆盖它的 paint 方法的类。现在，我需要开始一个游戏循环，我将在其中更新图像的位置等。然而，我一直在思考如何最好地实现这一目标。我应该使用多线程吗？因为如果你在主线程上放置无限循环，UI（以及我的菜单栏）肯定会冻结？

到目前为止，这是我的代码：

import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics;

import javax.swing.JPanel;

@SuppressWarnings("serial")
public class GameCanvas extends JPanel {

    public void paint(Graphics g) {
        while (true) {
            g.setColor(Color.DARK_GRAY);
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JMenu;
import javax.swing.JMenuBar;
import javax.swing.JMenuItem;

@SuppressWarnings("serial")
public class Main extends JFrame {

    GameCanvas canvas = new GameCanvas();
    final int FRAME_HEIGHT = 400;
    final int FRAME_WIDTH = 400;

    public static void main(String args[]) {
        new Main();
    }

    public Main() {
        super("Game");

        JMenuBar menuBar = new JMenuBar();
        JMenu fileMenu = new JMenu("File");
        JMenuItem startMenuItem = new JMenuItem("Pause");
        menuBar.add(fileMenu);
        fileMenu.add(startMenuItem);

        super.add(canvas);
        super.setVisible(true);
        super.setSize(FRAME_WIDTH, FRAME_WIDTH);
        super.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        super.setJMenuBar(menuBar);
    }
}

有什么指示或提示吗？我应该把循环放在哪里？在我的主类中，还是在我的 GameCanvas 类中？

Answer 1

您的游戏循环（模型）不应位于任何 GUI 类（视图）附近。它使用您的 GUI 类——但即使您可能想通过中介（控制器）来完成。确保正确执行的一个好方法是检查您的模型是否没有单个“include javax.swing.???”。

你能做的最好的事情就是让游戏循环保持在它自己的线程中。每当您想在 GUI 中进行更改时，请使用 SwingWorker 或小孩子现在使用的任何东西将其强制到 GUI 线程上以执行该操作。

这实际上很棒，因为它让您思考 GUI 操作（这将构成您的控制器）。例如，您可能有一个名为“Move”的类，其中包含移动背后的 GUI 逻辑。您的游戏循环可能会使用正确的值（要移动的项目、最终位置）实例化“移动”，并将其传递给 GUI 循环进行处理。

一旦达到这一点，您就会意识到，只需为每个 GUI 操作添加一个简单的“撤消”即可轻松撤消任意数量的操作。您还会发现用 Web GUI 替换 Swing GUI 更容易...

Answer 2

您需要一个用于游戏循环的线程和一个用于处理 Swing UI 事件（例如鼠标单击和按键）的线程。

当您使用 Swing API 时，您会自动为您的 UI 获得一个额外的线程，称为事件调度线程。您的回调在此线程上执行，而不是在主线程上执行。

如果您希望游戏在程序运行时自动启动，那么主线程非常适合您的游戏循环。如果您想使用 Swing GUI 启动和停止游戏，那么让主线程启动 GUI，然后当用户想要启动游戏时，GUI 可以为游戏循环创建一个新线程。

不，如果您将游戏循环放在主线程中，您的菜单栏不会冻结。如果您的 Swing 回调需要很长时间才能完成，您的菜单栏将会冻结。

线程之间共享的数据需要使用锁来保护。

我建议你将你的 Swing 代码分解到它自己的类中，并且只将你的游戏循环放在你的主类中。如果您在游戏循环中使用主线程，这是如何设计它的粗略想法。

import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JMenu;
import javax.swing.JMenuBar;
import javax.swing.JMenuItem;

class GUI extends JFrame {
    GameCanvas canvas = new GameCanvas();
    final int FRAME_HEIGHT = 400;
    final int FRAME_WIDTH = 400;


    public GUI() {
        // build and display your GUI
        super("Game");

        JMenuBar menuBar = new JMenuBar();
        JMenu fileMenu = new JMenu("File");
        JMenuItem startMenuItem = new JMenuItem("Pause");
        menuBar.add(fileMenu);
        fileMenu.add(startMenuItem);

        super.add(canvas);
        super.setVisible(true);
        super.setSize(FRAME_WIDTH, FRAME_WIDTH);
        super.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        super.setJMenuBar(menuBar);
    }
}

public class Main {

    public static void main(String args[]) {
        GUI ui = new GUI(); // create and display GUI        

        gameLoop(); // start the game loop
    }

    static void gameLoop() {
        // game loop    
    }
}

Answer 3

Java 非常适合事件驱动编程。基本上，设置一个计时器事件并监听。在每次“滴答”时，您都会更新游戏逻辑。在每个 GUI 事件中，您都会更新游戏逻辑方法将读取的数据结构。