軟件構造-經驗-重繪，GUI與多線程的一次debug

記一次debug

在哈工大軟件構造的lab6中，要求咱們用多線程來對猴子過河的決策過程進行仿真。

這個實驗的構造思路其實比較簡單，就是爲每一個猴子建立一個決策線程，每一隻猴子都有本身的決策方式，可是全部猴子共用一條河。這也就意味着race condition的存在。

可能出現這樣的狀況，兩隻猴子同時決策選擇同一個位置，結果會撞在一塊兒，輕則位置重疊，重則程序崩潰。

爲了不這種狀況，就須要咱們當心翼翼地規劃，保證線程安全的同時又要儘可能提高效率。

學會多線程安全編程就是此次實驗的主要目的。

 

實驗中只要求實現GUI，沒有要求實現動畫效果，可是因爲我比較閒，就是想試試看，因而我決定嘗試動畫化猴子的過河過程。

初步實現動畫效果

個人設想是採用JComponent來進行猴子過河的繪製。

實驗指導書上的要求說了，全部的猴子都是以1s爲單位進行決策，這也就是說，全部猴子每1s都會更新一次狀態，即便猴子並無動。

若是要實現徹底的動畫效果，也就是把每一隻猴子的移動過程都展示出來的話，假若有30只猴子，就意味着1s要進行30次重繪，猴子數量一多，勢必影響到正常的決策計算的判斷，會使猴子的運動仿真不許確，所以這是不可取的。

因此我以爲每秒種，在計時器驅動全部猴子進行決策以前，調用一次重繪，這樣就能將資源消耗最小化。

基本的編程思路是這樣的。

維護ladder上猴子位置的數據結構是一個Map<Integer, Integer> 的List，map的key值是猴子在ladder上的座標，value就是猴子的id。list的不一樣元素表明不一樣的ladder

每秒鐘的開始，用一個VisualMonkey類對該list進行讀取，而後將其轉化爲座標值，再傳給Component，用以在Component上繪製。

這樣設計的初衷是爲了之後能夠容易擴展一些，儘管把這個實驗交上去以後我確定不會想回來再看這個代碼一眼。

基本思路很簡單。

寫好了程序以後嘗試運行一下

。。。。。。咦？爲何重疊了。

出現了很嚴重的問題，同一只猴子同時出如今了ladder上的多個位置，必定是哪裏出錯了

排查bug

componnet的問題？

我看到這個bug的第一反應是——component重繪失敗了，只繪製了新的圖案，沒有擦出舊的圖案。

後面的事實證實這個猜想不無道理，可是我當時信誓旦旦錯誤必定出在這裏，的確耽誤了很多時間。

 

我在網上搜索了不少關於java的組件重繪的知識，包括repaint，validate，revalidate，update都試過了，從component到外面包含的Panel，遍歷調用一次全部與重繪有關的方法，都解決不了這個問題。

接着我嘗試了在Component的paintComponent方法裏面對g進行清空，而後從新繪製，失敗

接着我嘗試從新建立Component對象，一切從頭開始，但依舊失敗了，

 

按照正常的邏輯，component部分應該沒有問題，bug出在別的地方了，可是因爲Lab3種與swing有着極大的怨氣，因此我不管如何都想把它打倒，就這樣耗費了一個小時，代碼已經魔改到我也看不懂了，我終於決定探索別的道路。

 

被遺忘的update

我開始懷疑，也許component的重繪被忠實的執行了，有一種可能就是，舊的猴子位置沒有被刪除。

因爲對猴子的ADT進行測試的時候，它們完美地完成了使命，因此我仍然以爲這裏不會出問題。

等等，我好像忘記了什麼

 

？？？

 

ADT沒有錯，component也沒有錯，那麼問題出在......?

......

 

 啊，原來如此。

經過斷點找到了VisualMonkey類，發現果真在從List到座標值的換算種出了差錯，我只對map進行了put，卻沒有把之前的clear

這不是線程安全帶來的，可是多線程的複雜性的確會讓人容易忽視這些問題。

 

看來須要在每次轉換以前，把map清空

 

image的特殊性

讓咱們跑一次猴子看看

。。。。。。？？

怎麼仍是有重疊的猴子？

 

仔細觀察，發現前面的猴子都沒有名字，只有一個猴子的圖像，我大概知道了問題所在。

爲了追求動畫效果，我是使用emoji圖片來表示猴子的。因爲Image對象不屬於Graphic對象

說的就是這個參數g

在paintComponent裏面，我都是直接調用add方法來添加圖片的

 而那些線條之類的元素是添加到Graphics對象裏的：

調用repaint的時候，Graphics對象裏的線條都被清空了，可是圖片並無被刪除。

 

爲了解決這個問題，我設置了一個set，每次把圖片加到component上面的時候，同時把它們添加進這個set裏

而後在每次repaint的時候，都要將component上的全部圖片清空一次

如今應該沒有問題了吧？

 

跑一下猴子看看：

終於解決了。

感想

在debug的過程當中，應當冷靜分析

有時候要認真思考問題出現的地方，好比說我執迷於打倒component，就忽視了別的地方。