Java GUI：AWT、Swing、UI绘制、双缓冲技术

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原创最新推荐文章于 2026-04-16 10:06:26 发布 2.1k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

java 图形化界面框架Frame框架Frame可以作为Java的顶级窗口来使用。Frame是AWT中Window的一个子类，是带有标题和缩放角的窗口，是属于重量级组件。Frame可以设置自己的标题、边框、菜单、大小等等。默认的Frame实例化对象都是没有大小和不可见的，必须调用setSize( )来设置大小，调用setVisible(true)来设置该窗口为可见的。阅读详情

GUI：Graphical User Interface（图形用户接口）

GLI：Command Line User Interface(命令行用户接口)就是常见的Dos命令行操作，需要记忆一些常见的命令，操作不直观

AWT

java.Awt:Abstract Window ToolKit(抽象窗口工具包），需要调用本地系统方法实现功能，属重量级控件。

1. Component类

Java图形界面的基本组成是组件，组件是可以图形化显示在屏幕上与用户进行交互的对象。抽象类Component是所有GUI组件的父类，它定义了GUI组件的基本特性，实现了GUI组件的基本功能。Java程序要显示的组件必须是抽象类Componet（组件）或MenuComponent（菜单组件）的子类。

2. Canavs

 Canavs是代表屏幕上一块空白矩形区域，程序可以在里面绘图，可以捕获用户的操作，产生相应事件。是最基本最简单的GUI功能的部件。Canavs需要更新时自动调用repaint方法，repaint方法也可以在程序中调用，repaint方法调用update方法，update方法调用paint方法.

 要定制一个GUI功能的布局类，可以继承Canavs，上面已经完成了GUI的基本功能，我们只需在上面增加件子类部件特有的外观和相关代码就可以了，这就需要覆盖其paint方法。

3. Checkbox

Checkbox可以用来建立多选按钮和单选按钮。创建多选按钮用Checkbox(String label, boolean state)使用指定标签创建一个复选框，并将它设置为指定状态。参数label是选框旁边的说明文字，参数是决定选框是否被选中。创建单选按钮用Checkbox(String label, boolean state)使用指定标签创建一个复选框，并将它设置为指定状态。label - 此复选框的字符串标签，如果没有标签，则该参数为 null。state - 此复选框的初始状态。group - 此复选框的复选框组，如果没有这样的复选框组，则该参数为 null。

4. 菜单

MenuBar（菜单条），Menu（菜单），MenuItem（菜单项）。Menu本身是MenuItem的子类，一个Menu对象也可以作为一个菜单项添加到另外一个Menu对象上，这就是子菜单。

菜单制作过程：先生成MenuBar对象，再生成Menu对象，最后产生MenuItem对象，将MenuItem添加到Menu上后，再将Menu添加到MenuBar上，最后将MenuBar挂在Frame上。

5. Container类

组件不能独立的显示出来，必须放在一定的容器中才可以显示出来。Container是所有容器的父类。它又是Component的子类，所以容器也可以作为组件放在其他容器中。容器类可以用add()方法添加组件。

Container子类有Window和Panel。Window类没有边框和菜单条，其子类有Frame，Dialog，默认是用BorderLayout布局的。Panel子类有，默认用FlowLayout布局。

6. Dialog

Dialog一般是个临时的窗口，用于显示提示信息，或接收用户输入。对话框不能独立存在，必须有个上级窗口，可以是Frame框架。对话框有两种：模态对话框显示时，用户不能操作其他窗口，做到这个对话框被关闭。非模态对话框显示时，用户还可以操作其他窗口。对话框与框架Frame比较相似，可以添加组件在上面。

7. Panel类

面板Panel可以做容器加其他组件，但不能独立存在，需放在Window等其他容器中。Panel是一个空白容器类，提供容纳组件的空间，通常用于集成其他若干组件，使这些组件形成一个有机整体，再加到别的容器上。面板的设置布局管理器的SetLayout和添加组件的add方法最常用。

编程技巧：

未来构造一个复杂的布局，可以创建一个或多个面板，并定义它们各自的布局管理器，然后按照不同的布局组件加入到这些面板，最后按照一个总的布局来安排这些面板。程序的界面是非常重要的，如果可以增加特殊的面板及代码来改善程序的外观，应多努力。

界面中，一般按钮放在一行，并居中。一般将OK（或确定）按钮放在左边，取消（Cancel）按钮放在右边。如果菜单出现。

若程序中有菜单，则至少包含文件、编辑、帮助等子菜单，文件子菜单至少包含退出（Exit）选择，布局子菜单至少包括剪切（Cut）拷贝（Copy）和粘贴（Pate）等选项，帮助子菜单（Help）至少包含关于（About）选项等。

8. ScrollPane类

实现用于单个子组件的自动水平和/或垂直滚动的容器类。可以在小区域内看较多的内容。它的对象不能单独使用，必须放在其他容器中使用。

它本身是个容器，但只可以放一个组件，无布局管理器，要在上面放多个组件，只能在panel放多个组件，在把panel放在ScrollPane上

Container为容器，是一个特殊的组件，该组件中可以通过add方法添加其他组件进来

9.布局管理器：容器中的组件的排放方式，就是布局

FlowLayout流式布局管理器：从左到右的顺序，Panel默认的布局管理器

BorderLayout边界布局管理器：东南西北中，Frame默认的布局管理器

GridLayout网格布局管理器：规则的矩阵

CardLayout卡片布局管理器：选项卡

GridBagLayout网格包布局管理器：非规则的矩阵

Frame f = new Frame("myframe");
f.setSize(500,500);//设置窗体大小
f.setLocation(1,1);//设置窗体在屏幕的位置
f.setVisible(true);//让窗体显示
Button b = new Button("haha");//创建一个组件---按钮
f.add(b);//将按钮组件添加到窗体中
f.setLayout(new FlowLayout());//设置窗体的布局

给窗体事件源添加一个窗体监听，监听一系列引发窗体事件的动作

将一个监听器对象作为参数传人

f.addWindowListener(new WindowAdapter(){
    public void windowClosing(WindowEvent e){
       System.exit(0);
    }
});

10.事件监听机制组成：

事件源（组件）事件（Event）监听器（Listener) 事件处理（引发事件后处理方式）

事件监听机制：

1) 确定事件源

2) 确定该事件源上可以注册的监听器

3) 明确要处理的监听器中的动作

事件监听机制中，事件源就是awt中的已有组件，事件源对应的能产生的事件对象也是固定的，而且，监听器也是固定的。在事件监听机制中，唯一可以自定义的就是事件处理方式，其实就是该引发事件的动作对应的函数的内容编写。

按钮上不能添加窗体监听

11.GUI组件上的图形操作：

1)绘图原理：

如果要在GUI组件上画图、打字、显示图像，组件本身没有这些方法，但通过一个getGraphics方法，该方法返回一个包含有该组件的屏幕显示外观信息的Graphics方法类的对象，Graphics中提供了组件显示表面绘画图形，打印文字，显示图像等操作方法。

Graphics类用于在一个可视组件内绘图。一个Graphics对象包含了绘图所必需包含的信息，其中包括坐标、色彩、字体和剪贴板区。绘图在一个二维整数坐标系中进行，该坐标的原点在组件的左上角，X轴在水平方向从左往右延伸，y轴垂直向下增长。Graphics对象不能被初始化，只可以从现有图形对象或使用Component的getGraphics方法得到。Graphics包含了大量方法，可查阅API文档了解其功能与用法。

Graphiucs是继承Object的抽象类，不能直接实例化，可以通过Component的getGraphics方法为组件创建一个图形上下文。如果组件当前是不可显示的，则此方法返回 null。所以使用前调用此方法画图的组件必须是可见的，也就必须调用的组件的setVisible(boolean b)，参数设为true。把得到的Graphiucs对象赋值给Graphicus类型的变量。再调用Grahpicus中的构造绘图方法。

图形窗口显示打印的文字的语句不是System.out.println()语句，只有使用Graphics.drawString()语句才可以打印字符文本。并且这个方法的坐标是指文本块显示时的左下角位置。若用println方法打印的内容会在命令行或开发工具控制台窗口中显示。

2)组件重绘

用Graphics画的图形在刷新和窗口大小改变后，里面的内容就会丢失。要让组件里画的内容一直保持，就要在窗体改变，组件重新绘制后，将原来的图形重新画上去，让用户感觉里面的内容没有改变。

AWT线程在窗口初始显示（setVisible方法被执行）和重新绘制组件后，会立即调用组件的paint方法，重绘代码也就在paint方法中写。

paint方法的定义：public void paint(Graphics g)

要想paint中的代码被执行，需要用Component.repaint方法，Component.repaint方法调用Component.update方法，Component.update方法先清除组件表明的内容再调用Component.paint方法。所以窗口开始显示时AWT线程调用paint方法，之后窗口大小改变或最小最大化，或被其他窗口遮蔽又显现的时候，组件会重绘，会通过update方法调用paint方法。

paint方法已经在Component类中定义，所以要修改其代码，必须继承Component类或其子类，之后覆盖paint方法，在其中编写重绘图形程序代码，并将原先创建的子类类对象由这个类创建。

3)图像操作

Graphics类中有很多处理图像的方法，相关功能可以查看API。

通过public abstract boolean drawImage(Image img,int x,int y,Color bgcolor,ImageObserver observer) 方法可以在组件上显示图像。图像的左上角位于此图形上下文坐标空间的 (x, y)。img - 要绘制的指定图像。如果 img 为 null，则此方法不执行任何操作。所以要保证img不为null下调用，若保证不了，要设定条件语句，在img不为空时才执行。x - x 坐标。y - y 坐标。bgcolor - 在图像非透明部分下绘制的背景色。observer - 当转换了更多图像时要通知的对象。若要了解图像创建的进度信息，需要编写一个实现了ImageObserver接口的类，并将其对象传给drawIamge方法。若不关心，可以传递显示图像的那个组件对象，因为Component类实现了ImageObserver接口。

如何获取硬盘的一个图像显示在组件上：

在Java中，有关Image图像类，public abstract class Imageextends Object抽象类 Image 是表示图形图像的所有类的超类。不能直接创建实例对象。必须以特定于平台的方式获取图像。

在AWT包中有关抽象类Toolkit，此类是所有 Abstract Window Toolkit 实际实现的抽象超类。Toolkit 的子类被用于将各种组件绑定到特定本机工具包实现。大多数应用程序不应直接调用该类中的任何方法。Toolkit 定义的方法是一种“胶水”，将 java.awt 包中与平台无关的类与 java.awt.peer 中的对应物连接起来。Toolkit 定义的一些方法能直接查询本机操作系统。Tookit中的方法getImage(URL url)可以返回一幅图像，该图像从指定 URL 获取像素数据。

要得到图像，Toolkit也不能创建实例对象，所以寻到Component中的getTookit方法来获取此组件的工具包，返回Tookit对象，返回的对象调用getImage方法得到Image对象。若一个名为test的图片存在C盘，这最后框架f得到这个图像的语句为：Image img=f.getToolkit().getImage(“ c:\\tes.gif ”); 把f传给drawImage就可以显示图像了。

注意：

由于drawImage是Graphics的方法，而Graphics是抽象类，其对象通常由组件的getGraphics方法得到，而这个方法必须是调用它的组件是可以见才不为空。所以一定要让相关组件可见，drawImage的代码在设置组件可见之后。否则会产生空指针异常。

另外，当窗口初始或组件重绘时会调用paint方法，会擦掉先前画的内容。而drewIamge方法写在main方法中的话，无法确定AWT线程何时启动，可能后于main方法中的代码启动，这样画出的内容就会被擦掉。所以要把画图的drawImage方法写在paint方法中，paint方法是Component的方法，所以要继承Component或其子类，覆盖paint方法才能更改。

还有就是，getImage若没有被执行，drawImage参数找不到图像，也会空指针异常，所以一定要保证调用drawIamge前执行了getImage。drawImage放在paint方法中，paint方法在组件显示前是不会调用的，所以只要把getImage方法写在设置组件可见的setVisible前就可以了。

4)双缓冲技术

组件重绘在图形很多很复杂时，要重绘的就非常多，写得代码也很繁琐。Java的Component类提供了一个createImage方法，可以在内存中创建一个Image对象，当我们在组件上绘图时，这个Image对象上执行完全相同的绘制，当组件重画时，只需将内存中的这个Image对象在组件上画出，不管组件上原来有多少图形，这就是双缓冲技术。

方法定义：public Image createImage(int width,int height)

创建一幅用于双缓冲的、可在屏幕外绘制的图像。width - 指定的宽度，height - 指定的高度。一幅屏幕外可绘制的图像，可用于双缓冲。如果组件是不可显示的，则返回值可能为 null。所以部件能显示出后才可以调用。此方法得到的Image对象调用getGraphics得到的Graphics对象绘制窗口中Graphics对象做的绘制的所有图形，之后在paint方法用drawImage方法中绘制createImage绘制的图像。

使用步骤（变量名可以改）：

定义一个Dimension 变量dim，调用其getSize方法获得组件大小（Dimension 类封装单个对象中组件的宽度和高度（精确到整数）。）

定义一个Image变量img，把dim的width、height传给createImage方法，将createImage方法执行结果赋值img

定义一个绘图Graphics变量gra，用img调用getGraphics，把结果传给gra。

在监听器的相关方法中用gra执行组件中设的Graphics变量画图操作的所有代码（组件中画什么，gra就画什么），画出一模一样的图像自动保存的内存中，也就是图像img。

在paint中用组件中的Graphics变量调用drawImage方法，绘制出gra画的图像img。就得到组件重绘的效果了。

Swing

Swing为GUI提供了更完整的组件和功能。Swing组件放在javax.swing包中，都是Jcomkponent的之类。增强的组件在Swing中的名字都是在AWT组件名字前加上一个字母“J”，如Swing中按钮为JButton。

JFC(java Foundation Class)，集合了Swing组件和其他能简化开发的API类。

1. JRootPane

是awt.Container和JComponent的子类，该轻量级容器由 JFrame、JDialog、JWindow、JApplet 和 JInternalFrame 在后台使用。

“重量级”组件是指委托给主机系统上的同位体或本地组件的组件，一般用较暗的、更重的框来显示。

四个重量级 JFC/Swing 容器是：JFrame、JDialog、JWindow 和 JApplet。另外还有一个轻量级容器 JInternalFrame。所有这五个 JFC/Swing 容器都实现 RootPaneContainer 接口，并且它们都将其操作委托给 JRootPane（顶端显示有一个小 "handle"）。即为了便于使用 JFrame、JDialog、JWindow、JApplet 和 JInternalFrame，默认情况下，将 add、remove 和 setLayout 方法的所有调用转发到 contentPane。调用他们继承的getContentPane()方法可以获得自己的内部块contentpane，即得到JRootPane。用这个对象做委托给它的相关操作（比如用add方法加组件和设置布局管理器等）。

2.JFrame

Swing中的JFrame是Frame的子类，功能相当，但JFrame上只能有一个唯一的组件，就是JRootPane。

添加组件：应用程序不能像Frame那样直接用JFrame对象调用add方法添加组件和和设置布局管理器。必须用JFrame的后台用的JRootPane对象增加组件和设置布局管理器：

JFrame对象可以调用JFreme.getContentPane()方法可以获得JFrame中内置的JRootPane对象。

用得到的JRootPane对象调用add方法添加组件和设置布局管理器。

关闭窗口：JFrame的窗口即使点了关闭按钮，只是自动隐藏JFrame窗口，实际还在内存中运行。所以用如下方法让点击关闭按钮时真正关闭窗口：

在windowClosing事件处理方法中，调用这个窗口对象的dispose方法类关闭。

调用setDefaultCloseOperation方法：将JFrame.EXIT_ON_CLOSE它作为参数传给这个方法。EXIT_ON_CLOSE是JFrame定义的常量，表示使用 System exit 方法退出应用程序。

3.JScrollPane

Swing中的滚动条窗口JScrollPane同样与AWT中ScrollPane功能相当，让有限区域可以阅读或输入更多内容。只是用法有别。

用法：

JScrollPane可以生成垂直和水平的滚动条，它由JScrollBar（滚动条）和JViewport（用于查看底层信息的“视口”或“观察孔”，滚动条中间的视图区域）组成。

用JScrollPane.getViewport方法可以返回视图区域的JViewport对象。

这个对象可以调用JViewport.setView方法添加文本区域等要显示的内容组件。

最后将JScrollPane作为组件条件到相应的容器中。

4.对话框

对话框用于提示用户发生了什么事情，或要求用户确认或取消某个动作。

Swing中可以使用JDialog类和JOptionPane类创建对话框。

JOptionPane 有助于方便地弹出要求用户提供值或向其发出通知的标准对话框。其中有很多showXxxDialog的静态方法来参数标准的对话框。可以直接用类名调用，Xxx为各种名称。