1      JavaFX架构和框架

JavaFX2.0是基于Java技术构建的富客户端平台，使应用开发者易于创建和部署跨平台的富互联网应用（Rich Internet Application RIAs）。

图-1描述了JavaFX2.0的架构性组件构成。这部分将描述图表构成的每个组件以及这些组成部分如何交互。JavaFX公开APIs依存于真正 运行JavaFX代码的应用引擎。它的构成子组件包括新的高性能图形引擎（代号Prism）、新的体积小且高效的视窗体系（代号Glass）、媒体引擎、 web引擎。尽管这些组件没有公开暴露，但关于这些的描述能有助于你更好地理解JavaFX应用是如何运作的。

图-1 JavaFX2.0架构图

1.1  场景图

JavaFX场景图（图-1顶层部分）是构建JavaFX应用的起始点。它是应用图形接口所有可视元素节点的层级节点树，并能处理输入及渲染。

场景图中的单个元素称为节点。每个节点有一个标识ID、样式类及绑定量。每个节点有单一的父类以及零到多个子节点，节点也可有如下功能：

Ø  效果化，诸如模糊、阴影化处理；

Ø  不透明；

Ø  变换；

Ø  事件处理，诸如鼠标、键盘以及输入方法等；

Ø  特定应用状态处理。

不像在Swing和AWT（AbstractWindow Toolkit）中，JavaFX场景图也有基本图形，例如矩形、文本框，还有控件、布局容器、图片以及媒介处理等。对于大多数使用，场景图简化了UIs 的工作，特别是在使用富UIs时。各种各样的动画能更快的完成，并且声明式方法（如基于XML）也能很好的显效运行。

这个javafx.scene的API允许创建和规范好几种类型的内容，例如：

节点：图形（2D和3D）、图片、媒体、嵌入式页面浏览器、文本框、UI控件、图表、分组以及容器；

状态：变换（节点位置和方向）、可视化效果以及其它可视化状态内容；

动画：随时间变化的场景图对象属性特征；

效果：改变场景图节点面貌的简单效果对象，诸如模糊、阴影、颜色调整等。

关于场景图这部更多信息，可以查看“基于JavaFX场景图工作”部分文档描述。

 

1.2  JavaFX特征API

JavaFX2.0平台包括一套完整的公共APIs，如图-1最顶层所示。这些APIs为构建富客户端（RIAs）提供了空前的自由和灵活性。 JavaFX结合了Java平台最好的功能，以全面的、引人入胜的媒体功能形成直观、一站式开发环境。这些针对JavaFX特征的Java APIs有：

Ø  允许使用强大的java特性，如泛型、标注和多线程。

Ø  对于Web开发者来讲，使用JavaFX进行开发，相比其它流行动态语言，如JRuby、Groovy和JavaScript，更为容易些。

Ø  允许Java开发者使用其它系统语言，如Groovy，来编写大型的或复杂的JavaFX应用。

Ø  允许使用类似于JavaFX脚本语言绑定。这种绑定包括高性能“懒”绑定、绑定表达式、范围序列表达式、局部绑定再赋值等。可选语言（如Groovy）也能引入使用类似JavaFX脚本的绑定语法。

Ø  扩展Java集合库,包括可观察Lists和Maps。这样允许应用连接用户界面和数据模型，观察数据模型的变化，并一致性的更新相应UI控件。

JavaFX2.0 API和编程模型是JavaFX1.x产品线的延续，大多数的JavaFX APIs已经导入到Java中。有些APIs，如布局和媒体，以及其它许多相关细节，基于发行版JavaFX1.x用户反馈，已经进行了改进并简化。 JavaFX2.0依赖于更多的web标准，如样式控制CSS、访问性规范ARIA。其它附加web标准也在审查中。

1.3  图形系统

JavaFX图形系统（如图-1蓝色部分）是一个在JavaFX场景图层下的细节实现，支持2D和3D场景图。该图形系统在系统图形硬件加速渲染不足时，可实现软件渲染。JavaFX2.0平台实现的两个图形加速管道为：

1、Prism处理渲染工作。它能运行在硬件和软件渲染器上，包括3-D。负责光栅化和渲染JavaFX场景。下列多个渲染途径可基于设备使用：

²  Windows XP和Windows Vista上的DirectX 9；

²  Windows 7上的DirectX11 ；

²  Mac、linux及嵌入设备上的OpenGL；

²  Java2D（不能硬件加速时）。可能时完全硬件加速可用，但当不可用时，Java2D渲染途径可用（因为Java2D渲染器发行于所有JREs中）。当处理3-D场景时，这是特别重要的。当然使用硬件渲染器时性能更好些。

2、QuantumToolkit 把Prism和GlassWindowing Toolkit连接在一起，并使它们在堆栈上对JavaFX层可用。它也管理着与事件处理相对与渲染有关的线程规则。

1.4  视窗工具Glass

如图-1中部位置所示，Glass视窗包是JavaFX2.0图形堆栈最底层框架。它的主要职责是提供本地化操作服务，诸如管理窗口、定时器以及外观等。作为平台相关层，它负责连接JavaFX平台和本地操作系统。

Glass工具包也负责管理事件队列。它不像AWT自我管理事件队列，Glass使用本地操作系统的事件队列功能来安排线程使用。也不像 AWT，Glass作为JavaFX应用运行在相同的线程上。在AWT中，本地一半的AWT事件运行在一个线程上，而Java层的运行在另一个线程上。这 许多问题，在JavaFX中通过使用单应用线程方法得到了解决。

 

1.5  线程

 

在任何给的时间内，系统运行两个或更多个如下线程。

Ø  JavaF应用线程：这是JavaFX应用开发者使用的主要线程。在任何“实时”场景中，作为视窗场景一 部分，必须通过此线程进入访问。但是，场景也能从后台线程中创建，这使得开发者能够基于后台线程创建复杂场景，以便能在实时性动画场景中保持画质的滑顺和 快速。JavaFX应用线程是与Swing和AWT的时事件发线程（EDT）不同的，因此必须小心在Swing应用中嵌入JavaFX代码。

Ø  Prism渲染线程：此线程基于事件分发来分别处理渲染工作。这使得在N+1帧被处理时，N帧能被渲染。这种能力对执行并发处理是非常有利的，特别是现代多处理器系统。Prism渲染器线程也可有多个栅格化线程，这有助于需要在渲染时完成的过负荷的工作。

Ø  媒体线程：这个线程运行在后台，使用JavaFX应用线程通过场景图同步最新帧。

1.6  Pulse（脉冲事件）

一次Pulse是一个事件，它指示JavaFX布景用Prism适时同步场景中元素状态。一次Pulse最大控制在每秒（fps）60帧内，并可由 场景图中运行的动画任意时刻触发。即使动画没有运行，当场景图中有什么变化时，一次Pulse也被预定。当一次Pulse触发，场景图中元素状态被向下同 步到渲染层。一次Pulse使开发者有方法处理异步事件。这是个重要的特性，使系统能在Pulse上批量处理和执行事件。

布局和CSS也被联系到Pulse事件。场景图中许多改变能引起多布局或CSS更新，这可能会严重降低性能。系统每次Pulse自动执行CSS和布局传递可以避免性能降级。在需要测量前一个Pulse时，应用开发者也能自动触发布局或CSS传递。

Glass视窗包负责执行Pulse事件。它使用高解析度本地时间来做执行。

 

1.7  媒体和图片

JavaFX媒体处理功能通过包javafx.scene.media包的APIs调用。JavaFX支持可视化和音频媒体，支持的媒体格式有 MP3、AIFF、WAV音频文件以及FLV视频文件。JavaFX媒体功能通过三个独立组件实现：媒体对象代表一个媒体文件，媒体播放器播放媒体文件， 媒体视图是一个展示媒介的节点。

为提高媒体引擎组件（图-1绿色部分）稳定性能，在2.0中已经完成重新设计了：既提高性能，也提供了跨平台一致性行为表现。

 

1.8  嵌入浏览器

嵌入浏览器是JavaFX新的用户界面组件，基于APIs它提供一个web查看器和一个完整的浏览功能。如图-1中橘色部分，web引擎组件基于 Webkit，它是个一个开源的、支持HTML5、CSS、Javascript、DOM、以及SVG等的web浏览器引擎。这使开发者能够在java应 用中实现如下特性：

Ø  从本地或远程URL渲染HTML内容（以html方式浏览内容）；

Ø  支持浏览历史，实现回退和前进导航；

Ø  重载内容；

Ø  对web组件应用效果化处理；

Ø  编辑HTML内容；

Ø  执行Javascript命令；

Ø  处理事件。

 

嵌入浏览器组件有下面相关类构成：

Ø  WebEngine：提供基本页面浏览能力；

Ø  WebView：封装了一个WebEngine对象，把HTML内容合并到应用场景中，并提供字段和方法应用效果化和转换。这是个Node类的扩展。

更多内容可以查看JavaFX嵌入浏览器相关介绍。

 

1.9  CSS（层叠样式）

在不需要改变任何源码情况下，CSS为JavaFX应用提供了定制式样风格能力。CSS可应用到场景图中任何节点及异步节点。CSS样式很容易实时应用到场景中，允许应用程序动态改变面貌。图-2演示了同样UI控件在两类CSS中的不同样式：

图-2 CSS样式表示例

JavaFX CSS是基于W3C的CSS2.1版规范，并带有一些3.0版内容。JavaFX的CSS支持和扩展被设计为可被任何兼容的CSS解析器清晰解析，甚至不 支持JavaFX扩展的解析器。这可以使JavaFX得CSS和其它目的CSS（如HTML页面）混合为单一式样单。所有javafx属性名带有厂商扩展 “-fx-”前缀，包括那些可能是兼容标准的HTML的CSS。因为有些Javafx值有略微不同的语义。

更多JavaFX有关CSS请查阅相关专题： SkinningJavaFX Applications with CSS.

 

1.10 UI控件

JavaFX可用界面控件（UI Controls）经JavaFX API在场景图中通过使用节点被构建。这些控件能完全利用可视化丰富JavaFX平台特性的的好处，并能轻便夸不同平台。CSS允许UI控件实现不同主题和外观。

图-3展示了当前支持的图形界面控件。新的Java UI控件，像TitlePane或Accordion已经引入到JavaFX2.0的SDK中，这些新组建在javafx.scene.control包中。

图-3 JavaFX UI控件示例

更多界面控件信息，请查阅相关主题介绍： UsingJavaFX UI Controls  和 API documentation。

 

1.11 布局设计（Layout）

在JavaFX应用场景图中，布局容器或面板用于灵活和动态性布置UI控件位置。布局API包括如下常见的自动化布局模型的容器类：

Ø  BorderPane类：把内容节点框设在顶部、底部、右部、左部以及中间区域；

Ø  HBox类：在单行内水平放置内容节点；

Ø  VBox类：在单列中垂直放置内容节点；

Ø  StackPane类：在一个从后到前单栈中放置内容节点；

Ø  GridPane类：使开发者创建灵活的行列网格来安置内容节点；

Ø  FlowPane类：以水平或垂直“流化”形式放置内容节点，且包装在指定宽（对水平）或高（对垂直）边界内；

Ø  TilePane类：以一致尺寸的单元格或标题栏放置内容节点；

Ø  AnchorPane类：使开发者可以在布局的顶部、底部、左边、或中部创建锚节点。

为了得到一个理想的布局结构，不同容器可在JavaFX应用中嵌套使用。

需要学习更多布局应用，请查看“Working with Layouts in JavaFX”相关文章。相应的布局API详情，可查看javafx.scene.layout包。

1.12 2D和3D转换

场景图中的每个节点都可使用javafx.scene.tranform中的类基于X-Y坐标进行转变：

Ø  Translate：可以相对初始位置，沿着XYZ把节点从一个位置面移到另一个位置面；

Ø  Scale：基于放缩因子，在XYZ方向上重设一个节点的大小；

Ø  Shear：旋转一轴，使X和Y轴不在垂直，使节点的坐标基于指定的乘数被改变；

Ø  Rotate：以指定的的轴点旋转场景中的节点；

Ø  Affine：执行从一个2D/3D坐标到另一个2D/3D坐标的线性映射，同时保留“直线”和“并行”的直线特性。这个类应该和Translate, Scale, Rotate, or Shear  转换类一起使用，而不是直接使用。

需要学习更多关于JavaFX的转换内容，查看“ ApplyingTransformations in JavaFX”文档。

1.13 可视化效果

基于JavaFX场景图的富客户界面的开发，主要包括可视化效果的使用或是应用外观效果的实时性强化。JavaFX效果主要是基于像素的图像应用，也就是把场景图中的一套节点作为一个图片渲染，并能对它应用指定的效果处理。

JavaFX中一些有效可视化效果处理类如下：

Ø  Drop Shadow（拖放阴影）：在应用效果的内容后渲染相应内容的阴影；

Ø  Reflection（倒影）：在实际内容对象下面渲染相应的倒影；

Ø  Lighting（照射）：在给定的内容对象上模拟发亮光源，并能形成平面对象，呈现一个真实的、3-D的面貌。

更多效果示例，请参考“ Creating Visual Effects”文档。相应的API可查看javafx.scene.effect包。

 

1.14 部署

JavaFX应用程序可以三种不同的部署模式部署在桌面或浏览器中：

Ø  单机部署（Standalone）：应用程序安装在本地驱动，并可双击相应JAR文件运行。这种模式在用户不需要或没有联机访问时是理想选择。

Ø  浏览器部署（Browser）：这种模式中，应用程序被嵌入到页面中，当访问页面时自动启动程序。这通过Javascript可实现和页面交互；

Ø  Web Start方式：这种模式需要从网上中心位置应用程序，然后在桌面上运行之。一旦下载完成，用户可双击JNLP来运行相应的应用程序。

更多信息可查看“Deploying JavaFX Applications document”内容。

转自：http://blog.csdn.net/s_ghost/article/details/7311549